Электроника.Задача №5

ЗАДАЧА №5
 Составьте задачу технической диагностики для решения с помощью технологии нейронных сетей. Подготовьте необходимые данные.
 Решение.
Структурная схема нейронной сети Хопфилда показана на рис.5.1.



Рис.5.1 Структурная схема нейронной сети Хопфилда

Датчик влажности можно рассматривать как нейронную сеть Хопфилда. На вход нейронной сети подается двоичный сигнал (формируется в микроконтроллере), который несет информацию о влажности. Микроконтроллер в зависимости от входного сигнала формирует выходной. Входной сигнал можно описать вектором X = {xi: i=0...n-1}, n – число нейронов в сети. Пусть вектор, описывающий k-ый образец - Xk, а его компоненты – xik, k=0...m-1, m – число образцов. Если сеть распознaет образец на основе входных данных, то ее выходы будут содержать Y = Xk, где Y – вектор выходных значений сети: Y = {yi: i=0,...n-1}.
Весовые коэффициенты синапсов:

 (5.1)

где i и j – индексы, соответственно, предсинаптического и постсинаптического нейронов; xik, xjk – i-ый и j-ый элементы вектора k-ого образца.
Алгоритм функционирования сети следующий:
1. На входы сети подается неизвестный сигнал. Его ввод осуществляется установкой значений аксонов:
yi(0) = xi , i = 0...n-1,  (5.2)
2. Рассчитывается новое состояние нейронов

, j=0...n-1 (5.3)

и новые значения аксонов
 (5.4)


Рис.5.2 Активационные функции

где f – активационная функция (рис.5.2а).
3. Проверка, изменились ли выходные значения аксонов за последнюю итерацию. Если да, то переход к пункту 2, иначе – конец.