In this paper the nodes of the multilayer hidden layers have been modified for modeling the nonlinear systems. The structure of nodes in the hidden layers is built with the feedforward, the cross talk and the recurrent connections. The feedforward links are mapping the nonlinear function and the cross talks and the recurent links memorize the dynamics of the system. The cross talks are connected between the modes in the same hidden layers and the recurrent connection has self feedback, and these two connections receive one time delayed input signals. The simplified steam boiler and the analytic multi input multi output nonlinear system which contains process noise have been modeled using this neural networks.
본 논문에서는 강화 학습 개념을 도입하여 자율이동 로봇의 성능을 개선하고자 한다. 본 논문에서 사용되는 시스템은 크게 두 부분으로 나눌 수가 있다. 즉, 뉴럴 퍼지 부분과 동적귀환 신경회로망이다. 뉴럴 퍼지 부분은 로봇의 다음 행동을 결정하는 부분이다. 또한 동적귀환 신경회로망으로부터 내부 강화 신호를 받아 학습을 하여 최적의 행동을 결정하게 된다. 동적 귀환신경회로망은 환경으로부터 외부 강화신호를 입력으로 받아 뉴럴 퍼지의 행동결정에 대해 평가를 한다. 또한 내부강화 신호 값을 결정하는 동적 귀환 신경회로망의 웨이트는 유전자 알고리즘에 의해 진화를 한다. 제안한 알고리즘 구조를 컴퓨터 시뮬레이션상에서 자율 이동 로봇의 제어에 적용을 함으로서 그 유효성을 증명하고자 한다.
A new estimated neural networks are proposed in order to measure nonlinear road environments in realtime. This new neural networks is Error Estimated Neural Networks. The structure of it is similar to recurrent neural networks; a delayed output as the input and a delayed error between the output of plant and neural networks as a bias input. In addition, we compute the desired value of hidden layer by an optimal method instead of transfering desired values by backpropagation and each weights are updated by RLS(Recursive Least Square). Consequently, this neural networks are not sensitive to initial weights and a learning rate, and have a faster convergence rate than conventional neural networks. We can estimate nonlinear models in realtime by the proposed networks and control nonlinear models. To show the performance of this one, we control 7 degree simulation, this controller and driver were proved to be effective to drive a car in the environments of nonlinear road systems.
This paper describes the recognition of totally unconstrained handwritten numerals using neural networks. Neural networks with multiple output nodes have been successfully used to classify complex handwritten numerals. The recognition system consists of the preprocessing stage to extract features using Kirsch mask and the classification stage to recognize the numerals using the fully-connected recurrent neural networks (RNN). Simulation results with the numeral database of Concordia university, Montreal, Canada, are presented. The recognition system proposed in this paper outperforms other recognition systems reported on the same database.
본 논문에서는 뇌파 신호를 이용하여 환자의 경련을 감지하는 순환 CNN (Convolutional Neural Networks)을 제안한다. 제안 된 방법은 뇌파 신호의 스펙트럼 특성과 전극의 위치를 보존하기 위해 영상으로 데이터를 매핑하여 처리하였다. 스펙트럼 전처리 과정을 거친 후 CNN에 입력하고 공간 및 시간 특성을 웨이블릿 변환(wavelet transform)없이 추출하여 발작을 검출하였다. 여기에 사용된 보스턴 매사추세츠 공과 대학 (Boston Massachusetts Institute of Technology, CHB-MIT) 아동 병원의 데이터셋 결과는 시간당 0.85의 민감도와 90 %의 위양성 비율 (FPR)을 보였다.
International Journal of Control, Automation, and Systems
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제6권5호
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pp.755-766
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2008
This study presents a recurrent compensatory fuzzy neural network (RCFNN) for dynamic system identification. The proposed RCFNN uses a compensatory fuzzy reasoning method, and has feedback connections added to the rule layer of the RCFNN. The compensatory fuzzy reasoning method can make the fuzzy logic system more effective, and the additional feedback connections can solve temporal problems as well. Moreover, an online learning algorithm is demonstrated to automatically construct the RCFNN. The RCFNN initially contains no rules. The rules are created and adapted as online learning proceeds via simultaneous structure and parameter learning. Structure learning is based on the measure of degree and parameter learning is based on the gradient descent algorithm. The simulation results from identifying dynamic systems demonstrate that the convergence speed of the proposed method exceeds that of conventional methods. Moreover, the number of adjustable parameters of the proposed method is less than the other recurrent methods.
실시간 순환형 훈련 알고리즘(RTRL)과 같이 경사법에 의해 훈련되는 순환형 뉴럴 네트웍(RNN)은 수렴속도가 매우 느린 단점을 지니고 있다. 이 알고리즘은 또한 오차 역전달 처리과정에서 결코 쉽지 않은 미분 계산을 필요로 한다. 본 논문에서는 완전하게 결합된 RNN의 훈련을 위하여 소위 언센티드 칼만필터라고 불리우는 미분없는 칼만필터 훈련 알고리즘을 시스템의 상태공간 상에서 표현하였다. 미분없는 칼만필터 훈련 알고리즘은 순환형 뉴럴 네트웍 훈련시 미분 계산 없이 매우 빠른 수렴속도와 좋은 추정 성능을 보여준다. 비선형 채널 등화 실험을 통하여 미분 없는 칼만필터 훈련 알고리즘을 이용한 RNN의 성능이 향상되었음을 보였다.
본 논문에서는 주목 메커니즘 기반의 심층 신경망을 사용한 음성 감정인식 방법을 제안한다. 제안하는 방식은 CNN(Convolution Neural Networks), GRU(Gated Recurrent Unit), DNN(Deep Neural Networks)의 결합으로 이루어진 심층 신경망 구조와 주목 메커니즘으로 구성된다. 음성의 스펙트로그램에는 감정에 따른 특징적인 패턴이 포함되어 있으므로 제안하는 방식에서는 일반적인 CNN에서 컨벌루션 필터를 tuned Gabor 필터로 사용하는 GCNN(Gabor CNN)을 사용하여 패턴을 효과적으로 모델링한다. 또한 CNN과 FC(Fully-Connected)레이어 기반의 주목 메커니즘을 적용하여 추출된 특징의 맥락 정보를 고려한 주목 가중치를 구해 감정인식에 사용한다. 본 논문에서 제안하는 방식의 검증을 위해 6가지 감정에 대해 인식 실험을 진행하였다. 실험 결과, 제안한 방식이 음성 감정인식에서 기존의 방식보다 더 높은 성능을 보였다.
In this paper, a recurrent neural network using polynomial is proposed for electric load forecasting. Since the proposed algorithm is based on the bilinear polynomial, it can model nonlinear systems with much more parsimony than the higher order neural networks based on the Volterra series. The proposed Bilinear Recurrent Neural Network(BLRNN) is compared with Multilayer Perceptron Type Neural Network(MLPNN) for electric load forecasting problems. The results show that the BLRNN is robust and outperforms the MLPNN in terms of forecasting accuracy.
Electricity has become a factor that dramatically affects the market economy. The day-ahead system marginal price determines electricity prices, and system marginal price forecasting is critical in maintaining energy management systems. There have been several studies using mathematics and machine learning models to forecast the system marginal price, but few studies have been conducted to develop, compare, and analyze various machine learning and deep learning models based on a data-driven framework. Therefore, in this study, different machine learning algorithms (i.e., autoregressive-based models such as the autoregressive integrated moving average model) and deep learning networks (i.e., recurrent neural network-based models such as the long short-term memory and gated recurrent unit model) are considered and integrated evaluation metrics including a forecasting test and information criteria are proposed to discern the optimal forecasting model. A case study of South Korea using long-term time-series system marginal price data from 2016 to 2021 was applied to the developed framework. The results of the study indicate that the autoregressive integrated moving average model (R-squared score: 0.97) and the gated recurrent unit model (R-squared score: 0.94) are appropriate for system marginal price forecasting. This study is expected to contribute significantly to energy management systems and the suggested framework can be explicitly applied for renewable energy networks.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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