[發明專利]具有脈沖效應的輸出耦合神經網絡固定時間輸出同步方法

有效

• 申請號: 202110284495.5
• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN113064348B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 方潔;劉鵬;李盼龍;張胤;雷霆;余培照;姚莉娜;姜明浩;魏達;尹楠楠;孫軍偉;劉娜;鄧瑋
• 申請（專利權）人: 鄭州輕工業大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 張真真

1.一種具有脈沖效應的輸出耦合神經網絡固定時間輸出同步方法，其特征在于，其步驟如下：

步驟一：建立驅動系統模型和響應系統模型，并計算輸出同步誤差；

所述驅動系統模型為：

其中，表示輸入神經元狀態向量w_s(t)的導數，表示常數矩陣，表示R^q×q常數矩陣，Q₂表示R^q×(n-q)常數矩陣，Q₃表示R^(n-q)×q常數矩陣，Q₄表示R^(n-q)×(n-q)常數矩陣，w_s(t)＝[w_s1(t),w_s2(t),...,w_sn(t)]^T表示輸入神經元狀態向量，表示連接權矩陣，表示R^q×q矩陣，E₂表示R^q×(n-q)矩陣，E₃表示R^(n-q)×q矩陣，E₄表示R^(n-q)×(n-q)矩陣，f(w_s(t))＝[f₁(w_s1(t)),f₂(w_s2(t)),...,f_n(w_sn(t))]^T表示非線性向量函數，c表示耦合強度，g_sm表示節點s和m的連接關系，s＝1,2,…,N，z_m(t)表示m維度下的輸出狀態向量，u_s(t)＝[u_s1(t),u_s2(t),...,u_sn(t)]^T表示輸入控制器，d_k表示常數，z_s(t)＝[z_s1(t),z_s2(t),...,z_sq(t)]^T表示節點s的輸出矩陣，1≤qn，t_k表示時間脈沖，k∈N₊，

定義將驅動系統模型轉化為：

其中，表示q維狀態向量的導數，表示在t_k時的輸入神經元狀態向量，b₁,b₂,…,b_q表示常數，a₁,a₂,…,a_q表示常數，

所述響應系統模型為：

其中，表示響應系統狀態向量導數，表示響應系統激活函數，z^*(t)表示響應系統輸出狀態向量，表示響應系統狀態向量；

所述輸出同步誤差為：

其中，r_s(t)＝[r_s1(t),r_s2(t),...,r_sq(t)]^T＝z_s(t)-z*(t)∈Rq，表示輸出同步誤差r_s(t)的導數，△r_s(t_k)表示在t_k時的輸出同步誤差，表示在t_k左時刻下的輸出同步誤差，r_m(t)表示m維度下的輸出同步誤差；

步驟二：構建同步控制器，利用同步控制器降低輸出同步誤差，使驅動系統模型和響應系統模型實現輸出同步；

所述同步控制器包括固定耦合權重對應的同步控制器I和自適應耦合權重對應的同步控制器II；完全控制器包括完全控制器I和完全控制器II；

利用固定耦合權重對應的同步控制器I降低輸出同步誤差，使驅動系統模型和響應系統模型實現輸出同步；根據固定耦合權重對應的同步控制器I推導出完全控制器I，并根據完全控制器I控制驅動系統模型，得到與驅動系統模型完全同步的響應網絡I；

利用自適應耦合權重對應的同步控制器II降低輸出同步誤差，使驅動系統模型和響應系統模型實現輸出同步；根據自適應耦合權重對應的同步控制器II推導出完全控制器II，并根據完全控制器II控制驅動系統模型，得到與驅動系統模型完全同步的響應網絡II；

步驟三：根據同步控制器推導出完全控制器，并根據完全控制器控制驅動系統模型，得到與驅動系統模型完全同步的響應網絡；

所述固定耦合權重對應的同步控制器I為：

其中，表示對角符號函數矩陣，|r_s(t)|^e＝[|r_s1(t)|^e，|r_s2(t)|^e，…，|r_sq(t)|^e]^T表示誤差絕對值的e＝[γ，η+1]次方，χ＞0表示控制器參數正常數，表示s維度下的正常數，λ₁＞0表示控制器參數正常數，表示控制器參數正常數，0＜γ＜1表示誤差絕對值指數，η＞1表示誤差絕對值指數；

所述完全控制器I為：

其中，A為對角線矩陣，u(t)＝(u_s1(t)，u_s2(t)，..，u_sq(t))^T；

根據完全控制器I控制驅動系統模型，得到與驅動系統模型完全同步的響應網絡I為：

所述自適應耦合權重對應的同步控制器II為：

其中，表示對角符號函數矩陣，|r_s(t)|^e＝[|r_s1(t)|^e，|r_s2(t)|^e，…，|r_sq(t)|^e]^T表示誤差絕對值的e＝[γ，η+1]次方，φ_s＞0表示控制器正常數參數，λ₂＞0表示控制器正常數參數，表示控制器正常數參數；

所述自適應耦合權重類型為：

其中，表示自適應耦合權重規則，δ_sm＝δ_ms＞0表示正常數，表示在j維度下的自適應耦合權重；

所述完全控制器II為：

其中，A為對角線矩陣，u(t)＝(u_s1(t)，u_s2(t)，...，u_sq(t))^T；

根據完全控制器II控制驅動系統模型，得到與驅動系統模型完全同步的響應網絡II為：