Учебное пособие Харьков 014 удк



Pdf көрінісі
бет88/97
Дата23.09.2022
өлшемі23,07 Mb.
#40031
түріУчебное пособие
1   ...   84   85   86   87   88   89   90   91   ...   97
Байланысты:
27923 be41ef1a91f5ec5f0dbff9070de5c875

 
экстремума
 
(наилучшего результата). Данный метод, 
копирует генетические законы природы, и получил название метода 
генетических алгоритмов. 
Сущность его заключается в следующем. 
Значение каждого весового коэффициента α
ij
и β
j
и коэффици-
ентов сдвигов φ
j
кодируется в двоичном коде и совокупность их 
расположенных в строго определенном порядке образует так 
называемую хромосому, что схематично показано на рис. 7.29. Коли-
чество ячеек, выделенных под каждый из коэффициентов, зависит от 
точности, с которой он должен быть задан. Например, если требуется 
обеспечить точность до сотых – выделяется 7 ячеек, тысячных – 10 и 
так далее. 
11
α
12
α
21
α
i
ϕ
n
β
Рис. 7.29. Хромосома нейронной сети 
Далее методом случайных чисел задается определенное число 
таких хромосом, каждая из которых определяет настройку нейро-
контроллера. 


251
На компьютере рассчитываются переходные процессы и дина-
мические показатели рассматриваемой электромеханической систе-
мы для каждого из наборов 
ij
α , 
j
β и 
i
ϕ , соответствующих каждой из 
хромосом, после чего отбирается некоторое число сочетаний, обеспе-
чивших лучшие значения динамических показателей, а часть 
«худших» хромосом отбрасывается. 
Далее методом случайных чисел отбираются хромосомные 
пары и производится их «скрещивание» по законам, которые имеют 
место в природе. Например, есть два отобранных родителя. Напри-
мер, №3 и №7. Генератор стохастических чисел выбрасывает место 
пересечения хромосом, например, 6 (шестая ячейка). 
Если при скрещивании используется метод кроссовера (рис. 7.30), 
то это означает, что потомок будет иметь хромосому, в которой 
шесть первых ячеек будут иметь значение 1-го родителя, а остальные 
ячейки 2-го. Подобным образом создается первоначальное число 
новых «особей» – «родителей». Синтез новых хромосом предусмат-
ривает не только кроссоверное скрещивание, но и мутации, двойные 
кроссоверы. Число последних видов скрещивания существенно 
меньше кроссовера, как это имеет место в природе.
Рис. 7.30. Кроссовер в методе генетических алгоритмов 
С полученными значениями «хромосом» также производятся 
расчет переходного процесса, и вновь отбираются лучшие «особи» – 
то есть сочетания значений коэффициентов и сдвигов, обеспечива-
ющие лучшие по сравнению с другими «особями» показатели качест-
ва регулирования (перерегулирование, быстродействие, среднеквад-


252 
ратичную ошибку). Процесс повторяется до тех пор, пока синте-
зируется хромосома, обеспечивающая требуемое качество динами-
ческих показателей. 
В данном методе, как и в природе, работает принцип: «От хоро-
ших родителей обычно рождаются хорошие дети», хотя и требует 
большого количества расчетов. Например, при синтезе нейронной 
сети для электромеханической системы с нелинейной нагрузкой типа 
«пара трения» было перебрано 20 000 «хромосом». В 1995 году 
расчет на Pentium 3 занял 30 часов, после чего были получены 
значения, обеспечившие устранение фрикционных автоколебаний. 
Современные персональные компьютеры в состоянии решать анало-
гичную задачу в пределах одного часа и быстрее. 
Нейронные сети, применяемые в качестве нелинейных регуля-
торов электромеханических систем, реализуемые в нейроконтрол-
лерах (НК), могут иметь различные, довольно сложные, структуры, 
определяемые большим числом параметров. Кроме весовых коэффи-
циентов, к таким параметрам относятся число слоев, число нейронов 
в различных слоях искусственной нейронной сети, количество и 
величина задержек (сдвигов), поступающих на вход искусственной 
нейронной сети, вид активационной функции нейронов скрытого 
слоя и некоторые другие. Очевидно, что при различном сочетании 
вышеперечисленных параметров НК, у замкнутой электромеха-
нической системы будут проявляться и различные динамические 
свойства. Для синтеза нейронной сети могут быть использованы 
пакеты в среде MATLAB 2013 (Neural Network Toolbox и Genetic 
Algoritms Toolbox). 
 


Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   84   85   86   87   88   89   90   91   ...   97




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет