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RBF网络可以逼近任意连续非线性函数,且训练速度快,性能好,被广泛应用于过程建模和预测。RBF网 络的一个重要因素是隐层节点的选择,隐层节点过多或过少都会影响最终网烙的性能。提出一种改进的k-means聚类算法,可以自动确定最优的聚类区数,并且可使最终的聚类中心合理地分布在数据空间中。在应用RBF网络进行建模和预测时,采用该方法确定隐层节点的中心,跟用通常的聚类方法相比,可以大大减小网络规模。仿真和实际应用结果都证明该方法的有效性。
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第
33
卷第
6
期
2011
年
11
月
南京工业大学学报(自然科学版)
Vo
l.
33
No.6
Nov.
2011
JOURNAL
OF
NANJING
UNIVERSITY
OF
TECHNOLOGY
(Natural Science Edition)
doi: 10. 3969/j. issn.
1671
一 7627.2011.06.015
基于改进聚类算法的
RBF
网络及其应用
李春富,郑小青,葛铭
(杭州电子科技大学自动化学院,浙江杭州
310018
)
摘
要
:RBF
网络可以逼近任意连续非线性函数,且训练速度快,性能好,被广泛应用于过程建模和预测。
RBF
网
络的一个重妥因素是隐层节点的选择,隐层节点过多或过少都会影响最终网络的性能。提出一种改进的
k
- means
聚类算法,可以自动确定最优的聚类区数,并且可使最终的聚类中心合理地分布在数据空间中。在应用
RBF
网络
进行建模和预测时,采用该方法确定隐层节点的中心,
J!1l用通常的聚类方法相比,可以大大减小网络规模。仿真和
实际应用结果都证明该方法的有效性。
关键词
:
k -
means
聚类
;RBF
网络;建模
中图分类号:
TP183
文献标志码
:A
文章编号:
1671
-7627(2011)06
-0072
-05
Improved clustering method based RBF network
and
its application
LI
Chun
旬,
ZHEN
G
Xiaoqing
, G E
Ming
(School
of
Automa
tÏ
on
, Hangzhou
Dianzi
University , Hangzhou 310018 , China)
Abstract:
Radial
basis
function
(RBF)
network was
used
to approximate
any
continuous
nonlinear
function
and
was widely
applied
in
process
modeling
and
prediction
due
to its good
perfo
口
nance
and
fast
training.
An
important
factor
of
affecting
the
performance
of
RBF
network was
the
selection
of
the
Gaussian
centers.
An
improved
k-means
clustering
algorithm was
developed
to
determine
the
optimal
cluster
number
automati-
cally
and
make
the
final
cluster
centers
distribute
appropriately.
Wh
en
the
algorithm was
applied
to
RBF
network ,
the
significant
performance
could
be
achieved
with
much
smaller
network
compared
with
usual
clustering
method.
Simulation
and
practical
results
showed
the
effectiveness
of
the
algorithm.
Key
words:
k-means
clustering
j
RBF
network j
modeling
神经网络具有逼近任意非线性函数的能力,可
用来对非线性系统进行建模和预报。径向基函数
(RBF)
神经网络既有生物背景,又与函数逼近理论
相吻合,适合于多变量函数的逼近。又因其网络的
连接权与输出呈线性关系,使得它可以采用保证全
局收敛的线性优化算法,并且还具有唯一最佳逼近
点的优点。基于
RBF
网络的以上优点,近年来受到
广泛的重视和应用[
1 - 3
J
。
RBF
网络应用的难点在于
RBF
隐含层节点的
收稿日期
:2011-05-11
基金项目·浙江省科技计划资助项目
(2009C31
161)
选择。如果隐层节点过少,则不能完成分类或函数
逼近任务;如果隐层节点过多,则由于网络参数过多
而产生过学习,得不到正确的泛化结果,而且网络规
模增加不利于工程应用。目前,确定
RBF
网络结构
的方法很多,如
Corni
等
[4J
根据经验选取
RBF
网络
的输入层节点数和隐含层节点
j
Muhammad
等
[5
- 6 J
通过计算序列的自相关系数和偏相关系数确定
RBF
网络的输入层节点数,而隐含层节点数则用试
值法确定
j
Fernandez
等
[7J
基于
AIC
准则确定
RBF
作者简介:李春富(1
977
一)
,男,山东滩坊人,助理研究员,博士,主要研究方向为过程建模、优化与控制,
E-maiJ
:Iichunfu@
hdu.
edu.
C
I1.
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