控制理论与应用

作者：贾丽杰,李文静,乔俊飞

单位：北京工业大学,北京工业大学,北京工业大学

关键词：径向基函数神经网络; 自组织; 结构设计; 二阶算法; 非线性系统建模

基金：国家自然科学基金（61890930-5, 61533002, 61603009）；国家重点研发计划项目（2018YFC1900800-5）；北京市自然科学基金（4182007）；北京市教委科技一般项目（KM201910005023）；北京工业大学日新人才计划（2017- RX(1)-04）

针对径向基神经函数(RBF)网络隐层结构难以确定的问题, 本文介绍了一种基于神经元特性的RBF神经网络自组织设计方法, 该方法将神经元的激活活性、显著性、相关性相结合设计RBF(ASC–RBF)神经网络. 首先利用神经元的激活活性, 实现隐含层神经元的自适应增加, 结合神经元的显著性以及神经元之间的相关性, 实现神经元的自适应替换和合并, 完成网络自组织设计并提高网络的紧凑性, 然后利用二阶梯度算法对网络参数进行修正学习, 保证了RBF网络的精度; 另外, 针对网络结构自组织机制给出了稳定性分析; 最后通过两个基准非线性系统建模仿真实验以及实际污水处理过程水质参数预测实验验证, 证明该算法的有效性. 对比实验结果表明, ASC–RBF神经网络与现有的自组织网络相比, 在保证泛化性能的同时, 该网络的训练速度更快, 而且有更紧凑的网络结构.

来源：2020年第12期

《控制理论与应用》期刊编辑部

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