Связь нейронных сетей с задачами управления наблюдениями




Из раздела 6 известно, что задача управления наблюдениями сводится к взвешиванию на общем сумматоре принятых антеннами сигналов, помех и шумов и управлению весами с целью минимизации помех. В результате определяются алгоритмы адаптивных антенных решеток, адаптивных компенсаторов помех и др. Сравнение персептрона МакКаллока-Питтса со структурой адаптивной антенной решетки показывает, что их структуры достаточно близки.

Упрощенная структурная схема ААР представлена на рис.11.4. Из сопоставления структуры (рис.11.1) и ААР (рис.11.4) видно, что в состав ААР не входит решающая схема с функцией . Отсутствие этой схемы в ААР объясняется тем, что целью адаптивной антенной решетки является подавление помех на выходе сумматора, формирование желательной структуры наблюдения . Очевидно, если на выходе ААР включить решающую схему (нелинейный элемент), то такой обобщенный алгоритм будет представлять собой типовую структуру цифрового приемного устройства, где с помощью нелинейной разделяющей функции определяется порог в соответствии с выбранным критерием оптимальности.

 

 

Рис.11.4. Структурная схема адаптивной антенной решетки

 

Можно показать также, что известный из теории НС адаптивный линейный нейрон «адалайн» (ADAptive Liner Neuron) реализует алгоритм и структуру, аналогичную к структуре ААР, синтезированной с помощью процедуры Роббинса-Монро:

 

, (11.7)

 

где - эталонный сигнал, - шаговая постоянная .

Вместе с тем, кроме схемы принятия решения у нейрона и ААР имеются и существенные различия, к числу которых следует отнести:

Р1. Входные сигналы ААР являются высокочастотными когерентными, представляющими взаимные копии, сдвинутые по фазе за счет различий во временах прихода на соответствующие антенные элементы (см.рис.6.6). При управлении ВВК-вектором весовых коэффициентов, ААР в соответствии с алгоритмом (6.15), обеспечивает на общем сумматоре взаимную компенсацию значений помехи . Весовые коэффициенты ААР при этом должны быть или комплексными (для управления амплитудой и фазой) или могут быть представлены в квадратурах:

 

, (11.8)

 

где - квадратурные компоненты ВВК.

В противоположность этому во входных цепях нейрона не предполагается наличия когерентности. Более того, чаще всего полагают, что входными сигналами могут быть постоянные (например 0 или 1) или медленноменяющиеся функции, хотя и не исключается их гармонический комплексный характер.

Р2. ААР – является завершенным целевым объектом, в то время как нейрон – это не только уединенный, но и большей частью элемент более сложного объекта (сети), состоящего из многих взаимосвязанных нейронов. Классическая нейронная сеть – множество взаимосвязанных нейронов, позволяющих создавать огромное многообразие систем различного назначения, с различными свойствами.

 

Виды нейронных сетей

Взаимосвязанные нейроны могут образовывать многослойные структуры (рис.11.5). В каждом слое может находиться различное число нейронов. Если не оговорено противное, то каждый выходной сигнал -го слоя подается на вход всех нейронов ()-го слоя.

 

 

Рис.11.5. Структура многослойной нейронной сети

 

При стандартном способе подачи входных сигналов все нейроны 1-го слоя принимают каждый входной сигнал. При этом 1-й и -й слои называются соответственно входным и выходным, а все промежуточные – скрытые.

Каждый из слоев, кроме выходного может быть разбит на 2 блока: возбуждающий и тормозящий. Такими же возбуждающими (с положительными весами ) или тормозящими (с отрицательными весами ) могут быть и связи между слоями. При возбуждающих связях любой выходной сигнал блока является монотонно неубывающей функцией сигнала, переданного предыдущим блоком. При тормозящих связях этот сигнал – невозрастающая функция.

По структуре связей НС разделяются на следующие конструкции:

- полносвязные, в которых каждый нейрон передает свой выходной сигнал остальным нейронам, в том числе и самому себе. В такой сети входной сумматор нейрона фактически распадается на два: первый вычисляет линейную функцию от входных сигналов, второй – нелинейную функцию от выходных сигналов других нейронов, полученных на предыдущем шаге. (Сеть Хопфилда);

- рекуррентные, отличающиеся тем, что слои замкнуты в кольцо – последний передает свои выходные сигналы первому. Однажды запустившись, такие сети могут функционировать бесконечно долго;

- слоисто-полносвязные сети состоят из слоев, каждый из которых представляет собой полносвязную сеть;

- полносвязно-слоистые сети имеют свойства двух предыдущих сетей;

- радиальные сети (сети с радиальной функцией), в которых нейроны реализуют функции, радиально изменяющиеся вокруг выбранного центра и принимающие ненулевые значения только в окрестности этого центра. Подобные функции, определяемые в виде , будем называть радиальными базисными функциями. В таких сетях роль нейрона заключается в отображении радиального пространства вокруг одиночной заданной точки (центра) либо вокруг группы таких точек, образующих кластер. Суперпозиция сигналов, поступающих от всех таких нейронов, позволяет получить отображение всего многомерного пространства.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-04-11 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: