通信学报 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (4): 226-233.doi: 10.11959/j.issn.1000-436x.2023075

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用于线性噪声时变凸二次规划的归零神经网络

李建锋1,2, 刘哲宇1,2, 荣洋2, 李展3, 廖柏林2, 屈林曦2, 刘志杰2, 林琨煌2   

  1. 1 吉首大学数学与统计学院,湖南 吉首 416000
    2 吉首大学计算机科学与工程学院,湖南 吉首 416000
    3 斯旺西大学计算机科学学院,斯旺西 SA28PP
  • 修回日期:2023-03-22 出版日期:2023-04-25 发布日期:2023-04-01
  • 作者简介:李建锋(1979- ),男,湖南张家界人,博士,吉首大学教授、硕士生导师,主要研究方向为人工智能、数字图像处理、计算机视觉、医学图像处理
    刘哲宇(1996- ),男,湖南益阳人,吉首大学硕士生,主要研究方向为神经网络
    荣洋(1998- ),男,河南商丘人,吉首大学硕士生,主要研究方向为新一代人工智能、神经网络、计算机视觉等
    李展(1987- ),男,湖南郴州人,博士,斯旺西大学高级讲师、博士生导师,主要研究方向为神经网络、机器人
    廖柏林(1981- ),男,湖南常宁人,博士,吉首大学教授、硕士生导师,主要研究方向为人工智能、神经网络、非线性控制等
    屈林曦(1998- ),男,湖南张家界人,吉首大学硕士生,主要研究方向为神经网络、计算机视觉
    刘志杰(1995- ),男,河南三门峡人,吉首大学硕士生,主要研究方向为医学图像处理、计算机视觉
    林琨煌(1998- ),男,福建泉州人,吉首大学硕士生,主要研究方向为医学图像处理
  • 基金资助:
    国家自然科学基金资助项目(61962023);国家自然科学基金资助项目(62066015);湖南省自然科学基金资助项目(2020JJ4511);湖南省教育局研究基金资助项目(20A396);吉首大学科学研究基金资助项目(Jdy20063)

Zeroing neural network for time-varying convex quadratic programming with linear noise

Jianfeng LI1,2, Zheyu LIU1,2, Yang RONG2, Zhan LI3, Bolin LIAO2, Linxi QU2, Zhijie LIU2, Kunhuang LIN2   

  1. 1 Department of Mathematics and Statistics, Jishou University, Jishou 416000, China
    2 Department of Computer Science and Engineering, Jishou University, Jishou 416000, China
    3 Department of Computer Science, Swansea University, Swansea SA28PP, UK
  • Revised:2023-03-22 Online:2023-04-25 Published:2023-04-01
  • Supported by:
    The National Natural Science Foundation of China(61962023);The National Natural Science Foundation of China(62066015);Hunan Natural Science Foundation(2020JJ4511);The Research Foundation of Education Bureau of Hunan Province(20A396);The Scientific Re-search Foundation of Jishou University(Jdy20063)

摘要:

针对线性噪声可能会对现有的归零神经网络(ZNN)模型求解时变二次规划(TVQP)问题产生负面影响,从而导致模型收敛缓慢、准确率降低的问题,提出了一种双重积分增强ZNN(DIEZNN)模型。为了解决线性噪声的干扰,在 ZNN 原有公式基础上引入双重积分,设计了一个激活函数去除线性噪声的影响。理论分析证实了 DIEZNN 模型具有收敛性和良好的噪声抑制能力。实验结果表明,与传统的梯度神经网络和其他变量 ZNN模型相比,DIEZNN模型收敛更快、精度更高,并且能够有效地解决线性噪声的影响。

关键词: 归零神经网络, 时变二次规划, 线性约束, 噪声干扰

Abstract:

Aiming at the problem that linear time-varying noise may have a negative impact on the existing zeroing neural network model to solve TVQP problem, resulting in slow convergence and low accuracy of the model, a double integral enhancement zeroing neural network was proposed.To solve the problem of linear time-varying interference of the noise, the double integral was introduced based on the original ZNN design formula, and a activation function was designed to eliminate the effects of linear time-varying noise.Theoretical analysis proved that the DIEZNN model had convergence and good noise suppression ability.The experimental results show that compared with the traditional gradient neural network and other variable ZNN models, the proposed DIEZNN model has faster convergence and higher accuracy, and can effectively solve the linear time-varying noise.

Key words: zeroing neural network, time-varying quadratic programming, linear constraint, noise disturbance

中图分类号: 

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