模糊神经网络及其在系统建模与控制中的应用

模糊神经网络是模糊系统和神经网络的有机结合,它吸取了两者的优点.给出了两个具体的模糊神经网络结构以及相应的学习算法;介绍了利用模糊神经网络建立T-S模糊模型的方法;讨论了基于T-S模糊模型的控制系统分析和设计.     

E4303焊条力学性能模糊神经网络智能预测

为了获得反映焊条原材料成分与其熔敷金属力学性能之间映射关系的预测模型,该文对E4303碳钢焊条进行配方设计和堆焊试验,测定其熔敷金属的抗拉强度、屈服强度、延伸率、冲击功4项力学性能指标.采用自适应模糊神经网络方法建立了直接由焊条原材料成分预测焊条力学性能的模糊神经网络模型.用该模糊神经网络模型对训练样本以外的试验数据进行预测.结果表明,抗拉强度和屈服强度的预测平均相对误差在5%以内,延伸率指标预测平均绝对误差仅为0.021,冲击功指标预测效果与BP网络相比有明显改善,说明该模糊神经网络预测模型能够直接根据焊条原材料成分较准确地预测其熔敷金属的力学性能.     

基于增强学习规则的倒立摆模糊神经网络控制器

为实现模型未知、初始时有脉冲输入的车上单级倒立摆镇定控制,提出了一种采用增强学习规则训练的模糊神经网络控制器。以神经网络构造基于T-S(Tankagi-Sugeno)规则的模糊控制器;用3层前馈网络组成预测器进入仿真,得到倒立摆状态并计算状态预测值,再将状态和状态预测值组成训练数据对,训练状态预测BP(Backward Propagation)网络;利用增强学习的方法训练模糊控制器,根据神经网络产生的模糊控制量和倒立摆状态预测,做出控制决策。此方法简化了模糊控制部分参数调整,亦可应用于其他无模型控制。实验证明,控制器鲁棒性良好,即使在倒立摆参数变化较大时,控制器仍能维持倒立摆平衡。     

基于改进T-S模糊神经网络的网络流量预测

为提高网络流量的预测精度,在人工蜂群算法和T-S模糊神经网络的基础上,采用一种具有差分进化搜索的蜂群算法训练T-S模糊神经网络,对网络流量进行建模预测。该算法首先利用差分进化算法的变异和交叉算子来替换人工蜂群算法中引领蜂的搜索策略,然后对人工蜂群算法中跟随蜂的搜索策略进行改进,使其在种群最优解附近产生候选食物源,该算法能较好地平衡局部搜索能力和全局搜索能力。将优化后的T-S模糊神经网络用于网络流量预测,并与T-S模糊神经网络、蜂群算法优化T-S进行比较,仿真结果表明该算法具有更高的预测准确性,从而证明该算法在预测领域的可行性和有效性。     

基于混沌模糊神经网络方法的短期负荷预测

针对模糊神经网络的BP学习算法提出改进,引入全局性较强的混沌搜索算法,提出一种基于混沌搜索学习算法的模糊神经网络模型.将改进的模型应用于短期负荷预测建模,应用我国南方某市电网的实际负荷数据进行实证研究.仿真结果显示改进后的模糊神经网络较改进前在同一样本预测中精确度提高了2.5%,增加算法运行时间仅为3.1 s,说明本文提出的新的负荷预测建模方法具有更好的预测效果.     

基于模糊神经网络的MVB故障诊断算法

针对多功能车辆总线具有随机性和不确定性导致故障诊断准确率较低的问题, 设计一种基于模糊神经网络的MVB故障诊断算法. 首先根据MVB故障类型给出诊断模型, 然后采用减法聚类生成数量较少的模糊规则, 最后采用T-S模糊神经网络对故障进行分类. 在MATLAB环境下对该算法的拟合能力及诊断准确率进行仿真分析的结果表明, 该算法简化了模糊神经网络结构, 有效提高了故障诊断准确率.     

基于动态模糊神经网络的非线性系统辨识

在分析模糊神经网络辨识特点及现状的基础上,设计了一种适用于非线性多输入系统的辨识模型。本模型将T-S模糊模型与5层动态模糊神经网络结构相结合,通过参数学习算法优化辨识结构,对辨识模型进行反馈调节,得到的辨识精度较高。另外,对输入数据采用归一化的方法进行预处理,加快了网络的辨识速率。最后,通过仿真实例证明了该设计的有效性,为模糊神经网络辨识结构的设计提供了一种新的思路和方法。     

交通事故Pi-Sigma模糊神经网络预测模型

提出了基于Pi-Sigma模糊神经网络的交通事故预测模型,选用Takagi-Sugeno型模糊推理系统和BP神经网络,以年平均日交通量、交通负荷、设计速度、车道宽度为输入,以每公里年均事故次数为输出,利用哈尔滨市133条主次干道的道路交通条件数据和5年的交通事故数据对模型进行了训练和检验,并将该模型与模糊逻辑模型、BP神经网络模型进行了对比分析.结果表明,交通事故Pi-Sigma模糊神经网络预测模型在预测精度及计算效率上总体优于其他两种模型,较适合于大样本条件下交通事故的快速预测.     

基于模糊BP神经网络的抑郁症分诊系统

基于模糊逻辑和BP神经网络相结合的方式,提出了一种抑郁症的早期自动诊断方法,研究了抑郁症的分诊指标和分级标准的确定和模糊处理方法,把模糊量化的数据作为BP神经网络的输入,构建了合适的3层BP神经网络.仿真结果显示,综合运用模糊算法和BP神经网络的方法能达到优势互补的效果,构建的模糊神经网络用于抑郁症的诊断是可行的.     

基于模糊神经网络的MVB故障诊断算法

针对多功能车辆总线具有随机性和不确定性导致故障诊断准确率较低的问题, 设计一种基于模糊神经网络的MVB故障诊断算法. 首先根据MVB故障类型给出诊断模型, 然后采用减法聚类生成数量较少的模糊规则, 最后采用T-S模糊神经网络对故障进行分类. 在MATLAB环境下对该算法的拟合能力及诊断准确率进行仿真分析的结果表明, 该算法简化了模糊神经网络结构, 有效提高了故障诊断准确率.     

模糊神经网络在信息系统安全评价中的应用

随着科技的发展信息系统也越来越复杂化,传统的方法已不能满足信息系统安全评价准确度的要求。为了能进一步提升信息系统安全评价的准确性,通过将模糊评价方法与BP神经网络方法相结合,提出了模糊神经网络综合评价方法。充分利用了模糊评价方法强的模糊性识别能力和BP神经网络的非线性处理能力,从而更为有效地对系统进行安全评价。实验结果验证了算法的有效性,并通过与模糊评价方法和BP神经网络方法进行对比验证了算法的优越性。     

模糊神经网络分析方法用于心肌缺血诊断的研究

介绍一种神经网络－模糊推理协作系统。神经网络有很好的学习能力和准确拟合任意非线性函数的能力。模糊模型将专家知识转换到神经网络中，然后把它应用于诊断系统，从而使得心血管疾病（心肌缺血）的诊断准确率大大提高。     

基于模糊加权有色网和BP神经网络的飞机发动机故障诊断

针对传统知识推理故障诊断方法中参数往往依赖于专家经验,存在着不准确和无法学习的问题,提出了一种基于模糊加权有色网和BP神经网络的故障诊断方法。首先,定义了模糊加权有色网并给出了两种产生式规则对应的模糊加权有色网模型。然后,设计了采用BP神经网络对模糊加权有色网各参数进行学习的算法。最后,给出了使用训练后的各参数进行初始化的模糊加权有色网进行故障推理的具体步骤。通过飞机发动机故障诊断实例仿真实验证明了方法能正确地建立模糊加权有色网推理模型,在采用BP神经网络进行参数训练后,能有效地实现飞机发动机的故障诊断。     

多变量模糊推理系统的神经网络实现

以双缸连通液面Ｆｕｚｚｙ控制系统为模型，研究了多变量Ｆｕｚｚｙ推理系统的神经元网络实现问题。这里主要考虑如下二个问题：（１）ＢＰ网络在语言环境下实现多变量Ｆｕｚｚｙ推理系统的有效性；（２）神经网络结构（隐层节点个数及输出层激发函数）对推理结果的影响。仿真结果表明，在语言环境下ＢＰ网络具有很强的近似推理能力，基于ＩＦ－ＴＨＥＮ的多变量Ｆｕｚｚｙ推理系统可由一个ＢＰ网络训练学习而加以实现，从而为有效的实现多变量复杂系统的Ｆｕｚｚｙ控制奠定了基础。     

基于神经网络的摊铺机液压系统故障诊断方法

以摊铺机液压系统为研究对象,提出了基于神经网络的故障诊断模型。结合BP神经网络基本知识和摊铺机液压系统故障的特点,研究了诊断知识的获取方法,设计了摊铺机液压系统故障诊断网络的基本结构。通过与模糊理论相结合研究了输入输出特征向量表达和获取的具体方法,提高了故障诊断神经网络模型的实用性,并提出改进学习效率和动态BP算法可以提高故障诊断神经网络的性能。     

用BP网求解模糊控制器输入量的隶属函数

在模糊控制器设计中,需要对输入数据进行模糊化处理,用隶属函数描述;模糊变量隶属函数的选取对模糊推理有很大影响.利用BP网的分类性可以将采集到的清晰数据集广义地分成模糊类.选取具有一个隐层的PB网,输入层和隐层变换函数采用S函数,输出层用线性变换函数,在MATLAB环境下采用动量算法和自适应学习速率,调用trainbpx函数,对BP网进行训练,在训练时最后一层的输出越接近目标值越好.利用训练好的神经网可以对具体的输入数据求解对应于不同模糊区间的隶属值.用这种方法,速度快,误差小.     

基于生态遗传算法的冲击地压预测模型

针对传统方法预测冲击地压存在的弊端,采用遗传算法设计的模糊神经网络做为预测模型,为避免传统遗传算法"早熟"问题而使用生态遗传算法对该模糊神经网络进行训练,选择Matlab7.01在PC机上实现该网络模型,并比较BP算法、传统遗传算法以及生态遗传算法这三种算法所训练的网络性能.仿真和实验结果显示生态遗传算法使网络具有良好的收敛性能,提高了冲击地压预测的准确性.     

基于神经网络的模糊控制

从最优化角度出发，用神经网络解决模糊控制系统的规则提取问题，给出了可靠的基于ＢＰ算法的神经网络学习过程。讨论了模糊子集个数的选取与系统复杂性、精确性之间的关系。     

基于改进小波包结合CS-BP的地面驱动螺杆泵故障诊断

针对目前地面驱动螺杆泵故障诊断存在效率不高、精度不足、损耗资源的问题,提出通过引入功率谱细化的思想改进小波包变换,再结合布谷鸟搜索(cuckoo search, CS)优化反向传播(back propagation, BP)神经网络的诊断方法。首先,通过改进的小波变换对螺杆泵有功功率分解重构得到特征向量;其次,与瞬时流量、进口回压等参数进行归一化处理,作为BP神经网络的输出层信息;再次,使用布谷鸟搜索寻优得到BP神经网络的权值和阈值,建立CS-BP故障诊断模型;最后,应用于螺杆泵不同故障类型的诊断,并通过与目前的主流诊断方法进行诊断效果的分析比较。结果表明,对于螺杆泵不同类型故障诊断的平均精度达到95.6%,对比分析证明了所提方法的可行性与优越性。