[發(fā)明專利]一種有限元方程組神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)求解器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811458047.7
• 申請(qǐng)日: 2018-11-30
• 公開（公告）號(hào): CN109657786B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔立堃
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陜西理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06N3/063
• 分類號(hào): G06N3/063;G06F30/23
• 代理公司: 陜西銘源專利代理事務(wù)所(普通合伙) 61235
• 代理人: 楊悅

1.一種有限元方程組神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)求解器，其特征是：包括硬件神經(jīng)元陣列，單片機(jī)，非易失性存儲(chǔ)器，輸入輸出電路，微機(jī)RS232，在所述單片機(jī)上分別連接有硬件神經(jīng)元陣列、微機(jī)RS232和非易失性存儲(chǔ)器，所述硬件神經(jīng)元陣列由神經(jīng)元輸入信號(hào)加權(quán)求和電路、偏差比較電路和輸入輸出連接電路組成，所述神經(jīng)元輸入信號(hào)加權(quán)求和電路和偏差比較電路并聯(lián)在所述輸入輸出連接電路上，

在所述輸入輸出電路上，其輸入輸出滿足方程a(0)＝P，εda/dt＝-Ka+F.其中，K為有限元結(jié)構(gòu)剛度矩陣，是一正定矩陣； F為結(jié)點(diǎn)載荷列陣； a為代求節(jié)點(diǎn)位移列陣，

在所述硬件神經(jīng)元陣列中，電路方程為

如果令c＝ε，v_i＝a_i，則電路方程可寫成

進(jìn)一步可寫成

其解為

因?yàn)镵為正定矩陣，所以當(dāng)t→+∞時(shí)，a(t)將趨近于一個(gè)與初始值a₀無關(guān)的解向量(神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的平衡點(diǎn))，即lim a(t)＝K^-1F,由此可知，該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的平衡點(diǎn)即為有限元方程組的理論解。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有限元方程組神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)求解器，其特征是：所述硬件神經(jīng)元陣列中的電路的各可變電阻器采用數(shù)字電位器，輸入輸出信號(hào)間的開關(guān)用模擬開關(guān)； 數(shù)字電位器的電阻值和模擬開關(guān)的投擲由編程方式設(shè)定。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有限元方程組神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)求解器，其特征是：所述單片機(jī)在系統(tǒng)板上與所述微機(jī)RS232進(jìn)行串行通信，接收網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)參數(shù)，并根據(jù)所述非易失性存儲(chǔ)器中的信息對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行“初始化”操作，不參與對(duì)象系統(tǒng)的控制過程。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有限元方程組神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)求解器，其特征是：所述微機(jī)RS232只負(fù)責(zé)將其計(jì)算獲得的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)參數(shù)，通過微機(jī)上的RS232口以串行通信方式傳輸給硬件神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)板，并將其存入系統(tǒng)板上的非易失性存儲(chǔ)器，不直接參與對(duì)象系統(tǒng)的在線控制。