Искусственные нейронные сети: Методические указания к выполнению лабораторной работы № 6 по курсу "Моделирование систем"

Страницы работы

Фрагмент текста работы

Если выбрана опция "Training Mode", то нажатие этой кнопки приведет к запуску режима обучения. Можно обучать как новую, так и уже существующую нейросеть. Если выбрана опция "Recall Mode", то нажатие этой кнопки приведет к запуску режима исследования. Это используется для исследования обученных сетей с новыми наборами входов.

После выбора режима обучения переходим к окну установок обучения. С помощью окна установок обучения (рис. 8) можно конфигурировать и изменять модель нейросети.

Опции этого меню содержат:

• Network Design;

• Training Data;

• Training Parameters;

• Save Network Setup.

Рисунок 8 Окно установок обучения

Можно создать новую сеть или изменять уже существующую. Измененная сеть может быть сохранена как в том же самом файле, так и в новом.

Создание и изменение нейросети происходит в окне проектирования сети (рис. 9).

Рисунок 9 Окно проектирования сети

С помощью этого окна задаются:

• NetworkName. Задается имя для сети.

• Number of Network Layers. Задается число слоев сети.

• NumberofInputNodes. Задается число входных узлов.

• NumberofOutputNodes. Задается число выходных узлов.

• Number of Hidden Nodes per Layer. Задается количество скрытых узлов в каждом скрытом слое. При выборе количества узлов в скрытых слоях следует учитывать:

1) Необходимо меньшее количество узлов в каждом скрытом слое, когда используется больше скрытых слоев.

2) Комплексные связи между входами и выходами требуют большего числа скрытых узлов в скрытых слоях модели.

3) Большее число скрытых узлов можно использовать, когда имеется большое количество обучающих вариантов.

• TransferFunctions. Выбираются передаточные функции для каждого скрытого слоя или выходного слоя (рис. 10).

Рисунок 10 Выбор передаточных функций

• Connections. Эта кнопка вызывают редактор связей для данного слоя. Это используется для изменения связей сети в соответствии с требуемой задачей. Редактор связей представлен на рисунке 11.

Рисунок 11 Редактор связей слоя

• ViewNetwork. Используется для просмотра созданной сети.

С помощью диалогового окна "данные обучения/испытания" (рис. 12) определяются файлы с обучающими данными, которые будут использованы для обучения модели нейросети.

Рисунок 12 Окно "данные обучения/испытания"

В этом окне задаются:

• InputNodeDataFile. Имя файла, содержащего матрицу входов.

• TargetNodeDataFile. Имя файла, содержащего матрицу выходов.

• DataStartColumn. Номер колонки, с которой начинается отбор данных.

• NumberofTestCases. Число строк тестовой выборки.

• Test Set Inclusion Method. Метод отбора тестовой выборки.

• DataPro. Элемент для создания, редактирования и преобразования обучающих данных.

В окне "параметры обучения" (рис. 13) задаются параметры, влияющие на обучение сети.

Рисунок 13 Окно "параметры обучения"

В этом окне можно задать:

• MaxIterations. Задается максимальное число итераций в этом сеансе обучения;

• Learn Rate Control Start Iteration. Задается номер итерации для начала управления величиной шага обучения (Learn Rate Control - LRC);

• AutoSaveRate. Задается число итераций, через которое «Qnet» будет автоматически сохранять сеть в течение обучения. Это может быть необходимо для устранения переобучения или проблемы расхождения сети;

• ScreenUpdateRate. Устанавливает интервал обновления экрана в течение процесса обучения;

• LearningRate. Здесь задается значение шага, с которого начинается изменение весов узлов. Это - мера точности обучения сети. Диапазон изменения шага от 0,0 до 1,0. Лучше начать обучение, используя низкое значение шага из диапазона от 0,001 до 0,1;

• LearnRateMinimum. Устанавливается минимум шага обучения. Обычно хорошо работает значение по умолчанию 0,001;

• LearnRateMaximum. Устанавливается максимум шага обучения. Значение по умолчанию 1;

• MomentumFactor (Alpha). Этот фактор обеспечивает быстрое, устойчивое изучение. Диапазон изменения для альфа от 0 до 1. Большинство сетей обучится, и будет сходиться лучше всего с установкой этого значения от 0,8 до 0,9. Значение 0 обозначает обучение без импульса;

• FAST-PropCoefficient. Коэффициент FAST-Prop управляет алгоритмом, используемым «Qnet» для обучения. Если этот коэффициент установлен в 0, «Qnet» использует алгоритм обратного распространения. Если установлено значение более чем 0,0 (максимум 3,0), используется алгоритм FAST-Prop;

• Patterns Per Weight Update Cycle. Задается число обучающих образцов модели, обрабатываемых за цикл модернизации веса;

• Tolerance. Выбирает допуск, используемый для контроля точности обучения;

• Initialize/ResetWeights. Опция "Инициализировать / сбрасывать веса", автоматически установлена для новых сетей. Можно вручную сбрасывать предварительно обученную сеть к начальному необученному состоянию;

Окно анализа обучения (рис. 14) используется, чтобы просматривать, анализировать и взаимодействовать с текущим процессом обучения.

Рисунок 14 Окно анализа обучения

Для сохранения текущей информации или выхода из процесса обучения используется меню "'File''. Параметры обучения сети задаются в меню ''''Options". Проверка процесса обучения происходит с помощью графических средств меню "NetGraph" и инструментальных средств меню "Info". Выбор любого из этих меню временно приостановит обучение сети. Для остановки и продолжения процесса обучения используется меню "Training".

В группе NetworkDefinition показывается название сети, число слоев, число узлов входа, число узлов выхода, общее число скрытых узлов, число связей сети, количество образцов обучения и испытательных образцов и размер сети в байтах. В группе TrainingControls показывается максимальное число итераций, стартовое значение LRC, коэффициент FAST-Prop, значение шага обучения, фактор импульса, значение допуска, значение обновления экрана и автосохранения. Группа TrainingResults содержит показания текущей итерации, среднеквадратичные ошибки обучения и испытательного набора, коэффициенты корреляции обучения и испытательного набора и проценты допуска обучения и испытательного набора. Также показывается скорость обучения, процент выполнения и время на обучение.

С помощью диалогового окна "установки исследования обученной сети" (рис. 15) определяются файлы с новыми входными данными, которые будут использованы для анализа обученной нейросети.

Рисунок 15 Диалоговое окно "установки исследования обученной сети

Похожие материалы

Информация о работе

Тип:
Методические указания и пособия
Размер файла:
421 Kb
Скачали:
0