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《东北农业大学》 2011年
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BP神经网络的改进研究及应用

刘天舒  
【摘要】:BP神经网络作为人工神经网络的重要分支,是促进该学科发展的重要力量,体现出这门科学的理论精华。1985年Rumelhart等几位学者提出误差反向传播的学习机制,经过不断改进与完善,发展成为现在的BP神经网络。BP神经网络具有完善的理论体系,清晰的算法流程,强大的数据识别和模拟功能。在解决非线性系统问题时,优势明显,突显出巨大的实际应用价值。随着对BP神经网络研究和应用的深入,BP算法自身暴露出一些明显的缺陷:误差收敛速度慢,学习时间过长;学习过程易陷入局部极小值;网络泛化能力差;构建网络结构缺乏统一原则等。这些缺陷的存在直接制约BP神经网络的学习精度,影响网络的应用效果。因此,对BP算法进行持续改进,可以促进BP神经网络的理论成熟,同时也具有很高的实际应用价值。 本文参考BP算法性能试验的结果,发掘网络在学习阶段遇到的各种问题,通过深入分析BP神经网络的基本原理,找到各类缺陷产生的原因。为解决BP算法在学习过程中遇到的这些难题,文章借鉴国内外BP神经网络的研究动态,针对问题产生的根源,在改进BP神经网络方面做出新尝试,探讨一种改进的新方法。为了验证这种方法的理论可行性,文章对算法过程进行详细地推导和阐述,利用计算编程来实现算法的整个数学过程,在与其它改进方法对比的过程中,证明新算法的优势。对比结果说明:应用新型学习率自适应方法改进后的BP神经网络,不仅算法简单,易于编程实现,而且在整个学习过程中误差下降很快,能够快速地摆脱局部极小值,最终使BP神经网络稳定快速地学习。 利用新型学习率自适应算法构建黑龙江省农机总动力预测模型和电力负荷预测模型。通过计算机编程计算和多种改进方法对比分析,验证BP神经网络改进后的应用性能。改进后的BP神经网络仿真误差非常小,学习速度快,是一种高精度的算法模型。该算法的预测结果可以为合理规划行业发展提供理论依据,应用领域广泛。 从实践中发现问题—总结问题—解决问题—指导实践,是指导本课题研究的核心辩证方法。与此同时,文章采用BP神经网络、系统工程、数值优化方法和计算机仿真等多学科相结合的研究方法,以Matlab7计算机仿真软件作为实验平台,通过编程计算,按照实验设计的要求,完成各类BP算法的对比试验。 本文针对BP神经网络的算法缺陷提出一种理论探讨,希望能为持续改进工作提供理论参考和实验借鉴。由于笔者的学识有限,对BP神经网络的改进研究还不够全面,难免有些不足之处。因此,BP神经网络的改进工作仍然需要根据实际应用情况不断地深入进行,才能取得理论的长远发展。
【学位授予单位】:东北农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP183

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 李训铭;周志权;;基于BP神经网络和灰色理论的示功图故障诊断[J];电子设计工程;2012年17期
2 韩致远;王伯安;;炼油企业综合能源效率评价指标体系的研究[J];北京石油化工学院学报;2013年02期
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5 王中凯;梁秀娟;肖长来;翟天放;杨晓晗;;Elman神经网络在平原区降水入渗补给预测中的应用[J];节水灌溉;2013年07期
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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5 石晓伟;基于BP神经网络和改进质心算法的室内无线定位技术的研究[D];北京工业大学;2012年
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9 郭旺;行波感应加热装置优化设计[D];河北工业大学;2012年
10 杨伟松;基于视频的高速公路隧道火灾检测技术研究[D];长安大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前5条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 陈绘画;朱寿燕;周泽华;;基于遗传神经网络混合模型预测马尾松毛虫发生量的研究[J];安徽农业科学;2009年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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9 朱红伟;;基于BP神经网络的公路隧道火灾探测研究[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(3)[C];2009年
10 曾斌;项伟;;人工神经网络在石佛寺滑坡稳定性评价中的应用[A];中国地质学会工程地质专业委员会2007年学术年会暨“生态环境脆弱区工程地质”学术论坛论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 戴运桃;粒子群优化算法研究及其在船舶运动参数辨识中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 孙明;基于小波和迟滞的混沌神经网络及其应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 冯麟涵;舰船系统抗冲击性能全局优化方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 丁宝成;煤矿安全预警模型及应用研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
5 陈文正;保险公司债券投资研究[D];南开大学;2010年
6 曾剑;基于数据挖掘的钱塘江河口水沙运动规律研究[D];浙江大学;2011年
7 张寿明;基于冶炼过程及终点判断技术的烟化炉智能控制系统研究[D];昆明理工大学;2009年
8 车勇;轮胎噪声的预测方法与试验研究及优化设计[D];武汉理工大学;2010年
9 王旭;基于声发射技术的聚乙烯自增强复合材料损伤模式识别研究[D];东华大学;2010年
10 齐峰;人工神经树网络模型的优化研究与应用[D];山东师范大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王浩锋;基于BP神经网络的航段安全评估研究[D];中国工程物理研究院;2010年
2 代宏伟;布里渊散射水下探测目标的自动识别[D];南昌航空大学;2010年
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4 滕景忠;智能瓦斯传感器的研制[D];山东科技大学;2010年
5 陈少华;基于Hopfield神经网络控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
6 徐小任;基于BP神经网络的城镇网络地价评估模型研究[D];广西师范学院;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱明星,张德龙;RBF网络基函数中心选取算法的研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2000年01期
2 师一华;杨金锋;;图像处理中改进的Gamma矫正方法[J];安阳工学院学报;2005年06期
3 王建,沈永平,鲁安新,王丽红,史正涛;气候变化对中国西北地区山区融雪径流的影响[J];冰川冻土;2001年01期
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5 易东;黄玉清;;基于SVM的移动机器人路标识别算法[J];兵工自动化;2009年08期
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 褚宏宪;史慧杰;尹延鸿;;渤海湾南堡滩海地区浅部地层层序及沉积特征[A];第九届全国工程地质大会论文集[C];2012年
中国重要报纸全文数据库 前3条
1 本报记者 高改芳;[N];中国证券报;2009年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 肖天贵;东亚夏季风年代际变化的波包传播特征及其影响研究[D];南京信息工程大学;2011年
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9 马立杰;利用卫星遥感探测海域天然气水合物[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2005年
10 蒲书缙;复杂环境下目标识别的智能数据融合技术研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王瑶;无线信号在建筑物群中的传播——反射、绕射及路径搜索[D];郑州大学;2010年
2 刘丽娜;气候变化对中小流域径流过程的影响研究[D];郑州大学;2010年
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5 刘建波;胶州湾60年岸线变化对水动力影响研究[D];中国海洋大学;2010年
6 王茂海;仿生优化算法的研究与应用[D];江南大学;2011年
7 孙云华;基于RS和GIS的近30年来莱州湾南部海岸地貌演变研究[D];鲁东大学;2011年
8 张军;横向磁通永磁电机涡流场及温度场计算分析[D];沈阳工业大学;2011年
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 许宏科;秦严严;杨伟松;房建武;;基于火焰区域跳动特性的高速公路隧道火灾火焰检测方法[J];公路交通技术;2013年04期
2 郭庆春;赵雪茹;;基于人工神经网络的黄河水质评价[J];计算机与数字工程;2013年05期
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4 杜双育;袁红波;王先培;;基于BP神经网络和气象统计的绝缘子污闪预警研究[J];陕西电力;2012年11期
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张敏捷;基于群体动力学的交通协调控制理论与方法研究[D];华南理工大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 宋国航;客观知识进化理论视角下的物联网信息演化机制的研究[D];吉林大学;2013年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前8条
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2 吴仁志;单神经元和多层前向人工神经网络的研究与应用[D];广西大学;2002年
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4 鲁瑞;基于神经网络理论盲均衡算法的研究[D];太原理工大学;2003年
5 谢晓艳;基于神经网络的车牌自动识别系统研究[D];湖南大学;2004年
6 白煜;基于模糊神经网络理论盲均衡算法的研究[D];太原理工大学;2005年
7 赵燕;基于神经网络的股票预测分析和研究[D];长安大学;2006年
8 王琳;面向高速网络的智能化应用分类的研究[D];济南大学;2008年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李锦荣;孙秋香;邢大成;;基于人工神经网络的正弦波[J];科技信息;2009年31期
2 徐鹏;;基于神经网络的智能导航与控制研究[J];科技广场;2009年07期
3 赵欣鑫;;基于神经网络的大学生自主创业数据挖掘[J];现代计算机(专业版);2008年12期
4 冯居易;;神经网络在股票价格预测中的建模及应用[J];福建电脑;2009年01期
5 江学锋;罗新星;;BP网络在销售管理系统中的应用[J];深圳职业技术学院学报;2007年02期
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7 易晓梅;于芹芬;刘丽娟;;一种基于神经网络的安全审计系统模型[J];福建电脑;2008年02期
8 余士品;刘续兴;王吉成;刘端红;金友林;;BP神经网络在电液振动台控制中的应用[J];液压与气动;2008年07期
9 刘棣华;余斌;王小芬;;基于RBF神经网络的入侵检测模型的研究[J];网络安全技术与应用;2008年12期
10 孙帆;施学勤;;基于MATLAB的BP神经网络设计[J];计算机与数字工程;2007年08期
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1 陈作炳;艾春庭;夏雪峰;;BP神经网络仿真软件[A];'2000系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2000年
2 田艳兵;;BP算法和PSO算法在神经网络中的研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
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5 王伟珍;刘春红;张漫;李民赞;刘刚;;基于BP神经网络的温室番茄光合作用速率预测模型研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
6 陶翠翠;;改进BP神经网络在埋地金属管道腐蚀速率预测中的应用[A];科技创新与产业发展(A卷)——第七届沈阳科学学术年会暨浑南高新技术产业发展论坛文集[C];2010年
7 孙伶俐;何绪飞;邓忠民;;基于BP神经网络的飞行器结构损伤量化分析[A];北京力学会第十六届学术年会论文集[C];2010年
8 张德欣;张海祥;陈友良;;基于BP神经网络的电子战系统干扰能力评估[A];全国第三届信号和智能信息处理与应用学术交流会专刊[C];2009年
9 王硕;;BP神经网络在高速公路交通量预测中的应用[A];武汉(南方九省)电工理论学会第22届学术年会、河南省电工技术学会年会论文集[C];2010年
10 薛志强;李毅;曹燕;;改进的BP神经网络在模拟电路故障诊断中的应用研究[A];2011下一代自动测试系统学术研讨会论文集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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3 本报记者 史丰蕾;詹姆斯·皮尔斯:BP漏油促能源保险专业化[N];中国能源报;2010年
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6 媒体评论员 邱林;中国企业不必把收购BP资产看太重[N];中国高新技术产业导报;2010年
7 特派记者 张东明;全力支持BP在珠海的发展[N];珠海特区报;2011年
8 记者 闫磊;美英石油巨头“拷问日”共谴BP[N];经济参考报;2010年
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10 张晓华 詹铃;BP欲变卖资产 谁会要[N];中国化工报;2010年
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8 汪木兰;神经网络硬化实现的共性技术在电力传动中应用研究[D];合肥工业大学;2010年
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10 刘志祥;深部开采高阶段尾砂充填体力学与非线性优化设计[D];中南大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨宏宇;基于小波分析与BP神经网络的管道泄漏诊断方法的研究[D];东北大学;2009年
2 王媛媛;基于BP神经网络的混沌时间序列预测方法研究[D];河北经贸大学;2011年
3 刘天舒;BP神经网络的改进研究及应用[D];东北农业大学;2011年
4 李安新;BP神经网络研究与硬件实现[D];山东科技大学;2010年
5 闫超;基于BP神经网络的煤矿深埋硐室软岩流变参数反演分析[D];安徽理工大学;2011年
6 吕琼帅;BP神经网络的优化与研究[D];郑州大学;2011年
7 董威;改进的BP神经网络在评价指标体系中的应用研究[D];东北财经大学;2011年
8 贺永杰;基于BP神经网络的军用车辆事故预测可行性分析[D];山东大学;2011年
9 吴昊;改进的遗传算法和BP神经网络在大气质量评价及预测中的应用研究[D];南京信息工程大学;2012年
10 李婷;基于BP神经网络的住院费用建模研究[D];华北煤炭医学院;2010年
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