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可拓理论在RBF神经网络研究中的应用

作　者: 冯晶
导　师: 朱群雄
学　校: 北京化工大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 可拓理论神经网络 ERBFNN PTA溶剂系统选择性集成
分类号: O189
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

神经网络用黑箱模型模拟错综复杂的变量关系,建模结果较好地满足了工业应用的需求,获得了广泛的应用,但其缺乏对信息的有效描述。可拓理论以基元理论为信息表征基础,以可拓方法论为指导,旨在解决矛盾问题,是哲学、数学和工程学的交叉性横断学科。本文融合可拓理论和神经网络,展开可拓神经网络的研究,主要研究内容如下：1、从可拓学的基元理论入手,将可拓距离、可拓变换融合到RBF神经网络研究中,规范了算法流程描述,提出了基于可拓理论的RBF神经网络(ERBF)算法。采用UCI数据库中的数据集,分别验证了算法在解决分类和聚类问题上的可行性和有效性。2、在对选择性神经网络集成技术研究的基础上,以ERBF为子网,对基于误差曲线的差异度定义进行修改,采用Manhattan距离代替常用的欧式距离来修正基于子网输出的差异度公式,构建新的集成神经网络。用UCI数据集对其进行验证,实验结果表明,新方法具有更高的实用性。3、基于.Net Framework、OO、COM以及设计模式等相关技术,开发出了基于可拓理论的集成神经网络平台,用于实验研究。同时,通过中石化某分厂PTA溶剂系统的实际建模,为该厂生产预测、操作优化、节能减排提供技术支持。建模结果证实了算法在过程工业领域的实用价值。该系统界面友好、功能明确,具有较高的可移植性。研究结果表明：将可拓学引入到化学工程、过程自动化和智能工程领域,有利于完善和发展过程系统工程方法,提高工业自动化系统的分析和应用能力。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-12
第一章绪论  12-18
  1.1 课题来源及研究背景  12-14
    1.1.1 课题来源  12
    1.1.2 课题研究背景及意义  12-14
  1.2 国内外研究现状  14-15
  1.3 课题研究内容  15-16
  1.4 论文章节结构  16-18
第二章神经网络和可拓理论  18-34
  2.1 神经网络  18-25
    2.1.1 人工神经网络的发展  18-20
    2.1.2 RBF模型及其学习算法  20-21
    2.1.3 神经网络集成  21-24
    2.1.4 选择性神经网络集成  24-25
  2.2 可拓理论  25-33
    2.2.1 基元理论  26-27
    2.2.2 可拓分析  27
    2.2.3 可拓变换  27-28
    2.2.4 可拓集合  28-30
    2.2.5 关联函数  30-31
    2.2.6 可拓方法与可拓工程  31-33
  2.3 本章小结  33-34
第三章 ERBF的研究及其工业应用  34-58
  3.1 基于可拓理论的RBF神经网络  34-45
    3.1.1 RBF神经网络  34-37
    3.1.2 第二类可拓神经网络  37-40
    3.1.3 基于可拓理论的RBF算法  40-45
  3.2 算法验证  45-53
    3.2.1 分类问题  45-51
    3.2.2 回归问题  51-53
  3.3 工业应用  53-56
    3.3.1 PTA溶剂系统生产过程分析  53-55
    3.3.2 PTA溶剂系统建模与仿真  55-56
  3.4 本章小结  56-58
第四章神经网络集成设计与软件实现  58-72
  4.1 选择性神经网络集成  58-64
    4.1.1 个体网络生成  58-60
    4.1.2 子网选择  60-61
    4.1.3 结论生成  61
    4.1.4 仿真实例  61-64
  4.2 集成平台的开发  64-70
    4.2.1 系统需求分析  65
    4.2.2 系统架构  65
    4.2.3 关键技术介绍  65-67
    4.2.4 平台实现结果  67-70
  4.3 平台的实用性分析  70-71
  4.4 本章小结  71-72
第五章结论与展望  72-74
  5.1 工作总结  72-73
  5.2 工作展望  73-74
参考文献  74-78
致谢  78-80
研究成果及发表的学术论文  80-82
作者和导师简介  82-84
硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  84-85

可拓理论在RBF神经网络研究中的应用

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