1.一种基于小波神经网络的轮胎胎体温度软测量方法,其特征是:所述测量方法利用BP小波神经网络构建学习算法,BP小波神经网络模型是一个三输入、一输出的三层前向网络,隐含层层数为一,隐含层有神经元;输入分别为载荷、速度、行驶面中心点温度和行驶时间,输出为胎体内部胎肩处温度;网络隐含层激活函数采用morlet小波函数,输入层神经元基函数和激活函数均为纯线性函数,输入层第i个神经元输出为:式(1)中,xi为BP小波网络第i个输入, 为输入层的第i个神经元输出;
隐含层基函数为纯线性函数,隐含层第j个神经元的输入为:式(2)中,sj为隐含层第j个神经元的输入, 为输入层第i个神经元到隐含层第j个神经元的连接权值, 为隐含层第j个神经元的阈值;
隐含层第j个神经元的输出 为:
式(3)中,aj为隐含层第j个神经元激活函数中的尺度参数;bj为隐含层第j个神经元激活函数中的平移参数;h为隐含层神经元的激活函数,为Morlet函数,即式(4)中, aj为隐含层第j个神经元激活函数中的尺度参数;bj为隐含层第j个神经元激活函数中的平移参数;
输出层神经元的激活函数为纯线性函数,输出y为:式(5)中, 为隐含层第j个神经元与输出层神经元的连接权值;
所述学习算法为:利用变学习速率对BP小波神经网络进行训练,假设有Q组训练样本作为BP网络的学习数据,{Xq,Dq}为第q组训练样本, 为网络输入样本数据,d(q)为网络预期输出;
第q组输入样本Xq输入网络,网络输出为Yq,目标函数为网络实际输出与目标输出之间的误差平方和:(q)
式(6)中,网络输出 当网络输出只有一个时,Yq=[y ];
当所有Q组输入样本都输入网络,网络的总误差为:隐含层到输出层权值修正算法:
输入层到隐含层权值修正算法:
尺度参数修正算法:
平移参数修正算法:
2)BP学习算法步骤:
①选择网络各神经元之间的连接权值和阈值的初始值;
②数据预处理:对训练样本进行归一化处理;
③从归一化处理后的训练样本集中选取一组数据,输入到BP网络;
④输入数据从输入层到输出层正向传递,计算每一层神经元的输出,最终得到网络输出;
⑤计算网络输出与目标输出之间的均方误差;
⑥从学习样本集中选取另一组数据输入到BP网络,重复步骤③-④,直到学习样本集中每一组数据均计算完;
⑦按误差反向传播原则,从输出层起始到输出层,调整每一层神经元的权值和阈值,计算公式见式(8)-(11);
⑧计算网络目标函数,若不满足要求,重复步骤③-⑥;否则终止学习;
网络学习结束后,网络参数就确定了,然后需用训练样本集外的数据测试网络误差。