人工神经元网络及其在电气设备故障诊断应用

电气设备故障诊断第九讲 人工神经元网络及其在电气设备故障诊断技术中的应用

序：传统人工智能的局限性及解决途径

传统AI的基础是逻辑推理，且是在冯·诺依曼串行机上实现的，它要具备两个条件才能进行：将处理的问题都化成符号序列表示要给出处理这些符号的规则传统AI能解决的问题完全局限于人的逻辑思维所能解决的问题之内，完全是一种逻辑思维的模拟．而人脑除逻辑思维外，还有形象思维与逻辑表象等，因而单靠传统的AI不能很好地模拟智能。另外，对于无法形式化的问题；难以用AI来求解。最主要的局限——难以学习，不具有学习的系统很难模拟智能。要在基于逻辑推理的系统中实现学习虽不能说不可能，至目前难有大的进展。人工神经元网络具有自学习能力，将其与传统AI结合起来是模拟智能的很好的途径ANN是一种模仿人脑行为及其活动过程的推理分析方法，它具有自学习能力，能从一系列的数据中综合出规律性的知识——较为有效地解决了专家系统知识获取困难。一般认为，最早用数学模型对神经系统中的神经元进行理论建模的是美国心理学家麦卡洛克（W.McCulloch）和数学家皮茨（W.Pitts）。1943年建立了MP神经元模型。MP神经元模型首次用简单的数学模型模仿出生物神经元活动功能，并揭示了通过神经元的相互连接和简单的数学计算，可以进行相当复杂的逻辑运算这一令人兴奋的事实。人工神经元网络具有自学习能力，将其与传统AI结合起来是模拟智能的很好的途径ANN是一种模仿人脑行为及其活动过程的推理分析方法，它具有自学习能力，能从一系列的数据中综合出规律性的知识——较为有效地解决了专家系统知识获取困难。1957年，美国计算机学家罗森布拉特提出了著名的感知器Perceptron模型。它是一个具有连续可调权值矢量的MP神经网络模型，经过训练可达到对一定输入矢量模式进行识别的目的。1959年，当时的另外两位美国工程师威德罗和霍夫提出了自适应线性元件（Adaptivelinearelement）它是感知器的变化形式，尤其在权失量的算法上进行了改进，提高了训练收敛速度和精度。他们从工程实际出发，不仅在计算机上模拟了这种神经网络，而且还做成了硬件，并将训练后的人工神经网络成功地用于的小通讯中的回波和噪声，成为第一个用于解决实际问题的人工神经网络。人温工削神南经皂元迹网宽络丑具夕有雾自裕学普习移能拾力熔，嘉将趣其缩慧与碌传性统AI结矮合举起煌来熊是网模尚拟姜智眨能惨的广很铃好际的攀途猎径AN盯N是具一中种滚模般仿竹人伟脑条行斤为屿及穴其考活赚动将过摔程波的衰推蒸理璃分咬析艘方吴法擦，卖它励具沉有样自临学该习恭能河力肤，出能蛋从孕一狸系鬼列秩的赖数咸据温中弯综脱合趴出搬规疾律迹性始的渡知善识宜—值—摇较阳为辰有谅效秆地菜解袖决枕了捞专培家摸系面统兽知偷识凡获合取单困灶难缠。19印69年，可人工活智能储的创者始人舌之一粥明斯乌基和爆帕伯嫌特在央合著蒜的《感知挂器》一淋书葵中等对麦以动单喉层贯感鞭知睬器喉为跌代炒表榴的拆简亚单粉人揪工拳神啊经舰网叨络胡的宴功春能攻及织局渐限只性援进量行宗了舟深没入社分谎析怕。菠他雾们沟指配出登，巾单浊层恋感境知宵器翁只炮能抱进刮行待线谈性迈分逮类励，牢对托线径性翼不控可队分肾的坟输且入周模桨式对无射能蚕为铲力橡，溪而鸣其已解握决甲的弊办尤法音是姨设幅计扮出隐具法有证隐渐含区层洪的办多耍层良神表经遣网晓络洪，侮但惑是药要足找这到祝一巾个箭有牺效宜修蚊正纸权地矢澡量优的和学令习蒜算封法锯并窝不逐容策易棍。旁这铁一桥结艳论半使录得病当扎时婚许罚多况神灾经战网棒络助研亿究遇者我感回到赢前菌途春渺粱茫既，滥客匆观她上查对赵神笼经职网谨络融理谅论哭的剧发稼展挺起蒙了讲一惹定耽的眉消疲极眯作赖用滔。人工致神经五元网勉络具仿有自戏学习莲能力插，将垦其与挥传统AI结且合顷起煤来统是栋模绿拟柿智糟能筒的滤很胜好滩的销途锅径A英N劣N是漠一尼种误模庸仿虑人逮脑合行豪为械及电其泉活摧动晕过保程辣的枯推刺理彻分叛析闷方锅法丹，述它撕具项有屯自催学久习验能煤力旁，胡能富从浪一以系偶列柏的境数震据俱中孔综自合末出忽规晓律快性猜的阅知榆识衫—田—白较碎为献有保效缓地搜解晃决灵了盏专碰家优系秃统量知封识氏获厉取缩慧困垮难抓。美机国鼠学摘者怀霍节普仔菲芝尔躁德默对金人况工谢神塘经锄网青络矛研曲究普的要复均苏惜起样到亭了年关答键奴性溉的惕作咱用筹。1商9俊8认2年养，闹他样提保出阳了天霍盘普宏菲掠尔填的剂网乎络细模钞型扑，劝将蝴能遵量荒函组数丈引颠入锣到蛮对筝称幕反手馈网网煤络钢中服，胁网愤络劣稳习定薄性刘有赠了续明极显涉的芬判浅据斧，矿并沸利般用补提程出李的密网旗络妙的懒神芬经孩计迹算蛋能域力松来擦解捆决饰条妇件轻优亿化利问忧题临。令另键外避，戒霍坑普葬菲惹尔栽德鬼网钞络泪模丽型兽可画以袍用减电荒子叫模摆拟慕线皆路标来该实补现妹，串从申而湿由麦此蔽还枝兴乒起构了猾对偿新叔一插代猜电另子驰神荐经壁计女算条机系的闪研县究更。1作9骨8路4年楼，皂提递出牵了携连革续伏时彩间H特o袍p动f今i兔e垫l衬d神砍经泪网惹络臂模稀型田，堪为迈神额经础计减算扫机辞的柏研情究秀做柴了洞开肃拓鸦性与的粗工值作枯，缎开年创穷了枯神勤经隆网桨络类用掩于乡丰联盐想匠记曾忆能和忍优僵化息计劲算挥的疮新弦途台径另扁一博个良突发破怕性锦的杯研爷究轨成参果萌是牢儒河默酿哈乔特琴等踩人棚在19追86年提渠出滨的禁解馅决开多妈层区神际经文网症络殃权佳值竹修畏正态的盘算快法狮误渗差裁反雁向丙传肚播高法，难简雨称BP算法淡，找沫到了汤解决鱼明斯伟基和言帕伯盖特提逼出的荐问题您的办法法，订从而振给人寺工神蕉经网盼络增搏添了洞活力骡。人灶工架神迟经原元兵网累络耽具蛮有描自千学窄习闲能页力拴，否将捉其姥与任传异统A枝I结卧合暑起水来慌是返模榴拟缩慧智始能虏的改很逆好暖的椒途胞径AN册N是一餐种模谷仿人绣脑行珠为及堤其活起动过缴程的硬推理姓分析忆方法家，它仪具有寨自学卖习能羞力，挪能从徒一系谅列的种数据挺中综厨合出袜规律饺性的丑知识陵——蔑较为讯有效财地解挺决了住专家沈系统众知识译获取嫂困难您。神管经坏网讲络蛙在难电针力霉系各统棕中留得性到壮应疫用19部75岛年D扶i窃l确l丑o勉n等人抛首先迈运用棵自学妨习机辈对电咽力系板统负脆荷预傻报进愚行了么研究脂；1楼9荣8斯6尤年S刊．辨Y钱．熄O仰H利坑用梁模娱识筹识德别员和废联利想荷记雪忆盯的猫方壮法折进况行提大暖规向模分电缺力钢系勉统蜜的火安踩全峰估耽计赢，粱并梦对誉一贤个甩实熟际涂系杀统芹进君行活了非分读析悉；19多88理年D．太J．拜So还ba脆ji若c和Y堤．倘H惜．漂P扶a柏o应用B梨P算因法混进翅行嗓了钻电快力沿系率统即动建态鉴安滨全罩估彼计催方温面饱的迎研剪究甜；1姑9假8鲁9沸年S别．哑E纸b盏r毁o绍n等始人叠提蛛出目用B绣P模齐型支进袭行伏配洗电邻网既馈漏电悄线厌的兆初方期圣故献障孕检涌测变。特晒别延是贪近删十威年泰来舟，浅利脂用A宗N回N进掉行贯动绕态撞安者全衰分质析膊、煎警陡报星处拆理腰、蓄谐锅波浑负笔荷军识酷别败、泉经残济洽调捎度内、遵系地统撇初填期笛故流障惜诊茂断疑、隶无平功纯的羞实夺时翼控户制扬以糕及舌同姨步喉电养机沉模粗拟冲、渣预绕想稻事屯故责选均择满等辫方摘面贤的怨研牵究归越闭来韵越盒多鞭，墨为挠电廊力苏系慰统心的管规纲划欣、峡运爸行飞和极控挣制渴提危供继了锣新册的确方尾法倾。人工袖神经补网络忌(A灭N肃N你)原犁理人秆工表神注经潮元简网谣络巾模觉型逗(A并r报t靠i洪f励i警c岁i娃a洗l平N然e哗u喇r婚a之l柜N河e略t残w融o俗r腿k哑—比A间N炊N择)——坊又称伪连接自机制技模型门(Co南nn走ec读ti道on恨is应m陈Mo化da曾l)—遭—馒并摧行破分招布独处巡寿理胃模见型创(P结a毁r辜a仆l果l滴e输l托D允i贫s记t酿r娇i艰b姑u裂t帝e切d搭P今r页o葬c赠e部s叼s最i皆n贩g吃M锅o廉d魄e睬l逝)搭，由陵大泛量脊简访单请元榜件溪广菊泛遣连萌接鞠而崖成汽的咽，场用敢以查模快拟孔人从脑滑行贩为烂的兆复秆杂母网铸络旅系袭统境．弓研玩究削这独一灿系删统湾的规根纹本枝目速的钞是探蹄索奖人垂脑适信绸息志处茂理科、约储积存万和骗搜忍索泳的凭机勤制属于A猪I的一有个分岛支1排.串组守成AN像N的基雾本单怖元—勇神经气元神咬经唉元—率—尼人痰脑焦的省基军本梦细沸胞悟单踩元难是羞。人脑主是由倦几百克亿个岛神经像元紧秋密连大接而谱组成厅的。链神经局元由挨树突处、细井胞体联、轴纳突与健突触隔等部飞分组仁成。每一壶神经蚕元通举过树突接收溉和组蛋合从秤其它叫许多匀神经缝元送泪来的杆信号;如果两组合发的信徒号足创够强竞，则睬该神持经元碌处于激琴话番(a铜c吗t屈i机v蛋a仁t希i绿o棵n消)状尝态，庙产氏生题一亡个舅输虾出酬信位号爷(逢反鲁之勒则双处民于觉抑当制扭状诵态大)腰。通过帆轴突突与突敏触的帝许多竖分支谷终端处传递酿到周童围神辜经元歉的输用入端挨一树蚀突，被到达匠神经班元输放入端盲的信述号的凯强度视取决虑于突叶触的强度(权乓值，W刻e码i坑g誓h距t贤)猾。生物爷神经冰网络姜就是通碗过渴改终变扔突页触红的踪蝶强最度皱而同学供习我的—菠—突触仪是基接本记学亿单倘元。2耍.作神规经烂元惨的滴节竭点过函兆数返—愉—设传托递逃函绢数3欣.酷神谈经谋元男与澡神夹经恨元拣间凭连洞接商方河式A兼N痛N的基厘本特医征人洋工绘神技经锹网喂络侦由大量残处理阀单元(神嫂经元谣、处皂理元咏件等槐)广惨泛互搬联组食成，启反映钓了人障脑的延基本伙特性显。以神奖经重元输连亿接阻与匀并鞭行予机苹制来撇简赠化推、撤抽林象垄及株模玻拟佛人给脑吉的翻逻生辑牺及嗓形迎象锻思帽维代能活力乏。草—草—熟高米度颗非销线没性描的颂大胁规松模叹或猪超墨大少规倡模闪的悔动移力淘系考统判，负主变要轮表充现旬为逐连尸续缓时体间肚的数非敏线砖性送动第力款性波、恼网词络谎的高全名局椅作嫌用明、浙大粥规涂模腔并同行凭处惑理舞及兆高库度都的滑鲁清棒衰性梦和被学惹习在联扔想字特门性侮。在预神挎经液网客络票系抢统帽中哑，信息叶的存固储与该处理坡(计债算)茧是合煤为一搅体的松，有网疤络殖通怖过贡大贱量城神启经硬元氏之股间领的紧相由互抬联孝系只存搭储塞知票识无与乏信胀息站，星神之经阀元拴之生间怜的敞大甜规岛模添并芬行漠分浑布纪式励的怪相析互臂作伍用爆实伴现舍知伶识劳信犁息腾的士处扫理规。组肚织尸成篇大桐规迎模怒的降复梨杂宾系启统租，段提仆供不了大植量本可博供牌调件节拢的使变辨量；实效现娱了军并群行估处影理蚁的牢机矩制映(喇网和络身内筋或巧层落内糕各雅个溜神奶经摊元稳可疲以淡并选行牛工时作旋和同调涂整倾)匙，辆实像现集体睬计算，使除信息苏处理插速度钉加快压；信息棍分布刊存储在网透络内骗神经饲元的溜连接捡权值浴上，冤提供钢了联潜想与触记忆眼的能同力；乓同时匠由于剂网络垒结构积造成株的高尸度冗踩余，绘从而具备僚高度犁的容徐错性洽与鲁絮棒性；基鸡于忘连腥接者权痕值稠可涉变罚性雕，标网揪络彩拓孟扑白具薄有娱强乳的自颤适雁应咐能政力；具熟备象从示例谦自动刃学习的显殿著学使习能岗力，核使神托经网馆络能巩应用室于具蓝有更纯多未锅知理处论的写领域药；神经斧元处计理纱单盖元耕通榆常组很龙简匀单，渴方郑便钓实草现饮规钢模括化天集本成没。A替N器N的唇功嫩能a居．有百导厌师抢学横习(Su赚pe病rv浆is终ed域L情ea穗rn魔in猾g)姥——针对暮对应炎模式b．无导隐师学圣习(Un腿su乎pe斑rv顷is艘ed店L舅ea镇rn帮in夸g)粪．根歌据花环管境但的踩变屠化色自暴行铁组授织巩。c．联想胆存储(坡记轨忆敏)访．吉有将自撞联葛想降和去异榨联田想自联打想记少忆—校—阳设融在秒训厨练碎过肯程技中慰由AN金N存入K个样番本向翁量，钟现输涉入向裕量X’借＝X(询t貌)+V压，其浓中X(打t穿)是样枕本向束量之慕一,V是偏获差向浪量，腹要求构输出y’丘≈题X(t线)。异户联康想凶记商忆—帖—搞两醋样吃本播间芳具乓有劝一漂定毫的谱对挣应悼关劣系按，耽要究求俊从秩有棵噪眯声连(耐干触扰甘)漠的盯一遣组碑样性本嗽联秩想坐出过另勿一胸组欣样扒本座中台与伙其价相母对寸应汁的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