Моделювання мереж ЛР - Стор 2
блоці Neural Network розкриває шари мережі, а подвійне клацання на блоці шару мережі розкриває його структуру.
3. Моделювання нейронних мереж за допомогою Simulink
3.1. Засоби Simulink для роботи з нейронними мережами
Пакет Neural Network Toolbox містить ряд блоків, які можуть бути безпосередньо використані для побудови нейронних мереж в середовищі Simulink, або застосовуватися разом з розглянутою вище функцією gensim .
Для виклику цього набору блоків у командному рядку необхідно набрати команду neural, після виконання який з'являється вікно нейромережевих (цього ж результату можна досягти за допомогою кнопки Simulink меню MATLAB і далі – кнопки Neural Network Blockset).
Кожен із нейромережевих блоків, у свою чергу, є набором (бібліотекою) деяких блоків. Розглянемо їх.
Подвійне клацання на блоці Transfer Functions призводить до появи бібліотеки блоків функцій активації. Кожен із блоків даної бібліотеки перетворює вектор, що подається на нього, у відповідний вектор тієї ж розмірності.
Блок Net Input Functions включає блоки, що реалізують функції перетворення входів мережі.
Блок Weight Functions містить бібліотеку блоків, що реалізують деякі функції ваги та зсувів.
Зазначимо, що в процесі роботи з усіма наведеними блоками при заданні конкретних числових значень через особливості Simulink вектори необхідно представляти як стовпці, а не як рядки.
3.2. Виконання моделювання
Основною функцією для формування нейромережевих моделей у Simulink є функція gensim, що записується у формі
де net - ім'я створеної НС, st - інтервал дискретизації (якщо НС не має затримок, асоційованих з її входами абошарами, значення даного аргументу встановлюється рівним
Як приклад використання засобів Simulink розглянемо таке завдання.
Нехай вхідний та цільовий вектори мають вигляд р = [1 2 3 4 5] ; t = [1 3 5 7 9];
Створимо лінійну СР і протестуємо її за даними навчальної вибірки:
1.0000 3.0000 5.0000 7.0000 9.0000
Потім запустимо Simulink командою
Це призведе до відкриття вікна з нейромережевою моделлю.
Для проведення тестування моделі клацнемо двічі на лівому значку (з написом Input 1 - Вхід 1), що призведе до відкриття діалогового вікна параметрів блоку. У разі блок Input 1 є стандартним блоком завдання константи (Constant). Змінимо значення за замовчуванням на 2 і натисніть кнопку ОК.
Потім натисніть кнопку Start на панелі інструментів вікна моделі. Розрахунок нового значення мережею провадиться практично миттєво. Для його виведення необхідно двічі клацнути на правому значку (на
Результат обчислень дорівнює 3, як і потрібно, та виводиться у вигляді графіка. Для виведення результату у числовому вигляді до виходу моделі слід підключити блок «дисплей».
Зазначимо, що двічі клацаючи на блоці Neural Network, а потім на блоці Layer 1 можна отримати детальну графічну інформацію про структуру мережі.
Зі створеною мережею можна проводити різні експерименти, можливі в середовищі Simulink; взагалі, за допомогою команди gensim здійснюється інтеграція створених нейромереж у цього пакета з використанням наявних при цьому інструментів моделювання різних систем (наприклад, можливе вбудовування нейромережевого регулятора в систему управління та моделювання останньої тощо).
1. Усков А.А., Кузьмін А.В. Інтелектуальні технології керування. Штучні нейронні мережі танечітка логіка. М: Гаряча лінія -
Телеком, 2004. - 143 с.
2. Дияконов В.П., Круглов В.В. MATLAB 6.5 SP1/7/7 SP1/7 SP2 + Simulink 5/6. Інструменти штучного інтелекту та біоінформатики. - М.: 2006. - 456 с.