本文關(guān)鍵詞：憶阻神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在有源電力濾波器中的應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 憶阻器 STDP 憶阻神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 有源電力濾波器

【摘要】：憶阻器是一種極具發(fā)展?jié)摿途哂袕V泛潛在應(yīng)用價(jià)值的元件,突觸在生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中是一個(gè)關(guān)鍵元素,但是在電子器件中很難找到理想的“等價(jià)”器件,這個(gè)問題一直阻礙著對復(fù)雜生物結(jié)構(gòu)的硬件電路模擬。在多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)中,神經(jīng)元層與層間權(quán)值的更新是通過多維數(shù)的權(quán)值矩陣按照相應(yīng)的規(guī)則進(jìn)行連續(xù)計(jì)算得來的,每次權(quán)值的更新都需要不斷重復(fù)的計(jì)算,這個(gè)過程雖然清晰,但是計(jì)算及其繁雜,而且很難通過硬件電路實(shí)現(xiàn)。憶阻元件可以實(shí)現(xiàn)對過去的狀態(tài)進(jìn)行記憶,具有記憶特性的憶阻器用來模擬突觸的權(quán)值連接是一個(gè)不錯(cuò)的選擇;加入憶阻器后的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不僅可以簡化權(quán)值更新規(guī)則,同時(shí)也利于硬件電路的實(shí)現(xiàn)。此外憶阻器的憶導(dǎo)值可以在外加電壓或者電流的作用下實(shí)現(xiàn)連續(xù)的調(diào)節(jié),以上兩點(diǎn)證明了憶阻器和突觸的相似性,因此本文選用憶阻器實(shí)現(xiàn)突觸并構(gòu)建憶阻神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)相關(guān)應(yīng)用。本文主要的研究內(nèi)容如下:第一,從基本的憶阻理論出發(fā),對其模型特點(diǎn)、工作本質(zhì)分析,并根據(jù)仿真驗(yàn)證憶阻器所具有的理論特性。鑒于憶阻器和突觸的相似性,將憶阻器模擬電子突觸構(gòu)建憶阻神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),選用壓控型憶阻模型具有閾值電壓的特點(diǎn)來模擬尖峰時(shí)序依賴可塑性(Spike-Timing Dependent Plasticity,STDP)學(xué)習(xí)機(jī)制,仿真結(jié)論表明憶阻器實(shí)現(xiàn)突觸功能的有效性,為本文奠定了理論基礎(chǔ)。第二,在分析單神經(jīng)元PID和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,用憶阻器的憶導(dǎo)值來表示權(quán)值系數(shù),對加入憶阻器的憶阻神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值更新進(jìn)行理論推導(dǎo),并給出了憶阻單神經(jīng)元PID控制和憶阻神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制的模型,最后仿真驗(yàn)證了新型的憶阻神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID具有良好的控制性能。最后,本文在全面研究有源電力濾波器(Active Power Filter,APF)的工作原理、諧波電流檢測方法、控制系統(tǒng)策略等基礎(chǔ)上,針對APF系統(tǒng)具有非線性、時(shí)變、以及參數(shù)波動等因素,將上述憶阻神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制應(yīng)用在了APF中,并與傳統(tǒng)PID控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制作用下的補(bǔ)償效果做了對比,結(jié)論表明將憶阻神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID應(yīng)用在電流跟蹤控制策略中具有理想的補(bǔ)償效果,再次說明了憶阻神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制的正確性。本課題將憶阻器與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來,同時(shí)也為憶阻器在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用提供了借鑒,具有一定的理論意義。
【關(guān)鍵詞】：憶阻器 STDP 憶阻神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 有源電力濾波器
【學(xué)位授予單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN713.8;TM761
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 課題的研究背景9-10
• 1.2 憶阻神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 APF的控制策略12-13
• 1.4 論文的研究內(nèi)容與章節(jié)安排13-17
• 1.4.1 本文的主要研究內(nèi)容13-14
• 1.4.2 論文章節(jié)安排14-17
• 第二章 憶阻器模型實(shí)現(xiàn)17-29
• 2.1 引言17
• 2.2 憶阻器的定義17-18
• 2.3 憶阻器的物理模型18-21
• 2.3.1 線性離子漂移模型18-19
• 2.3.2 非線性離子漂移模型19-21
• 2.4 壓控型憶阻器仿真與結(jié)論分析21-27
• 2.4.1 Matlab環(huán)境下憶阻模型的實(shí)現(xiàn)22-25
• 2.4.2 參數(shù)對遲滯曲線特性的影響分析25
• 2.4.3 憶阻器在不同電壓波形下的仿真分析25-27
• 2.5 本章小結(jié)27-29
• 第三章 憶阻器對STDP機(jī)制的模擬29-37
• 3.1 STDP學(xué)習(xí)機(jī)制29-31
• 3.1.1 STDP的數(shù)學(xué)模型29-30
• 3.1.2 神經(jīng)元與突觸的關(guān)系30-31
• 3.2 STDP規(guī)則的仿真實(shí)現(xiàn)31-35
• 3.3 本章小結(jié)35-37
• 第四章 基于憶阻神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制37-47
• 4.1 傳統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與PID控制器37-39
• 4.1.1 單神經(jīng)元PID控制37-38
• 4.1.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器38-39
• 4.2 憶阻神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的建立39-42
• 4.2.1 憶阻神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)算法40-41
• 4.2.2 MDSJ-PID控制41-42
• 4.2.3 MSJWL-PID控制42
• 4.3 仿真與結(jié)論42-45
• 4.3.1 MDSJ-PID的仿真42-44
• 4.3.2 MSJWL-PID的仿真44-45
• 4.4 本章小結(jié)45-47
• 第五章 憶阻神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制在APF中的應(yīng)用47-67
• 5.1 諧波的定義與治理47-48
• 5.2 有源電力濾波器原理48-52
• 5.2.1 電力濾波器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)48-49
• 5.2.2 APF的基本工作原理49-51
• 5.2.3 主電路工作原理51-52
• 5.3 諧波電流檢測方法52-56
• 5.3.1 諧波電流檢測的主要方法52-53
• 5.3.2 基于d-q同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的諧波電流檢測方法53-55
• 5.3.3 諧波檢測方法仿真55-56
• 5.4 有源濾波器的電流跟蹤控制策略56-61
• 5.4.1 APF的電路跟蹤控制方法56-57
• 5.4.2 控制器的選用57-61
• 5.5 仿真分析61-66
• 5.6 本章小結(jié)66-67
• 第六章 總結(jié)與展望67-69
• 6.1 總結(jié)67
• 6.2 展望67-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 致謝73-75
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄75-76

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本文編號：544714