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带有高斯扰动的混沌神经网络及应用

2014-09-13许楠刘桂阳徐耀群

智能系统学报 2014年4期

许楠, 刘桂阳 ,徐耀群

(1.黑龙江八一农垦大学 信息技术学院,黑龙江 大庆 163319; 2.哈尔滨商业大学 系统工程研究所,黑龙江 哈尔滨 150028)

制造混沌神经计算机一直是人们追求的目标,然而由于元器件的不稳定性,在一定情况下势必会出现微小扰动从而对网络模型产生影响,扰动的引入使得混沌神经网络具有更加复杂的动力学特性,同时对网络的应用产生一定影响,影响严重时会导致网络失稳,因此研究神经网络的抗扰动能力是有必要的。高斯函数是径向基函数[1]的一种,同其他径向基函数一样存在宽度参数,本文在Chen’s混沌神经网络基础上引入高斯函数扰动,对网络内部状态进行改进,分析了混沌神经元模型的动力学特性,以及宽度参数对扰动强弱的影响,在此基础上研究混沌神经网络的抗扰动能力,并在引入高斯函数扰动情况下,利用该网络解决旅行商最短路径(traveling salesman problem,TSP)问题,仿真结果表明,网络具有较高的抗扰动能力。

1 带高斯扰动的暂态混沌神经元模型

在Chen’s混沌神经网络模型基础上[2],加入由高斯函数构成的扰动项,现将新模型的单个神经元模型描述如下:

x(t)=1/(1+exp(-y(t)/ε0))

(1)

y(t+1)=ky(t)-z(t)(x(t)-I0)+f(y(t))

(2)

z(t+1)=(1-β)z(t)

(3)

f(u)=exp(-u2/δ2)

(4)

式中:ε0是输出函数x(t)的陡度参数;神经元的激励函数x(t)选取Sigmoid函数;k为神经隔膜的阻尼因子,0≤k≤1;y(t)为神经元的内部状态,其t+1时刻状态受到t时刻状态影响;z(t)是自反馈连接项;f(u)为高斯函数,它用来作为内部函数扰动项;δ是径向基函数的扩展常数或称宽度;β是退火参数,其值对z(t)有着决定性影响;I0为一正参数。……

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