延遲神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)力學(xué)行為及應(yīng)用.pdf

1、華中理工大學(xué)博士學(xué)位論文延遲神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)力學(xué)行為及應(yīng)用姓名：傅予力申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：系統(tǒng)工程指導(dǎo)教師：廖曉昕2000.5.1華中理工大學(xué)博士學(xué)位論文A b s t r a c tA n i n - d e p t hr e s e a r c ho n t h ed y n a m i c a l b e h a v i o ro f n e u r o na n dn e u r a ln e t w o r k s y s t

2、e m si sm a d ei n t h i s d i s s e r t a t i o n 。T h en e u r o na n dn e u r a l s y s t e r n s c o n c e m e dh e r e a r e w i t h 廿1 ec h a r a c t e r i s t i c s o fd y n a m i c a lt h r e s h o l d s ，s e l f

3、 - e x c i t a t i o n s a n d r e f r a c t o r yd e l a y s ( t h e d e l a y sb e f o r et h en e u r o n s C a l lr e s p o n d ) ．A l s os o m e p r a c t i c a Ia p p l i c a t i o n s a r ep r o p o s e d ．A tf i

4、r s t , t h et h e m e ，a i ma n dm e a n i n go f t h er e s e a r c ha r ec l a r i f i e d ．A s u r v e yi s p r e s e n t e do nn o n l i n e a rd y n a m i c a ls y s t e m s ，d y n a m i c a lb e h a v i o r so fn

5、e u r o n sa n dn e u r a ln e t w o r k s ．a(chǎn) sw e l l a s t h em e t h o d s o f r e s e a r c h ．T h e nt h er e l a t i o nb e t w e e n n o n l i n e a r d y n a m i c sa n d n e u r o n so rn e u r a ln e t w o r k

6、si si n d i c a t e d ．A n ds o m e i n s i g h t so f t h ef u t u r er e s e a r c h a r e p r o p o s e d ．A c l a s so f n e u r o ns y s t e m sw i t hd y n a m i c a lt h r e s h o l d s ，s e l f - e x c i t a t i

7、o n sa n d r e f r a c t o r yd e l a y sa r em o d e l e d ．t h a td e s c r i b e t h e c h a r a c t e r i s t i c s o fn e u r o n s o b j e c t i v e l y ．W i t h o u ta n yr e s t r i c t i o n o nt h er e f r a c

8、t o r y d e l a y s ，f o r t h e s e m o d e l s ，w ea n a l y z e t h e d i s t r i b u t i o n ，t h e s t a b i l i t y a n d t h e a t t r a c t i v ep r o p e r t i e so f t h e e q u i l i b r i u m p o i n t s ．T h

9、 eg l o b a la n d l o c a lr e s u l t sa r eo b t a i n e d ．n l e m o s t o f t l l e s er e s u l t sa r ei n d e p e n d e n to f t h er e f r a c t o r yd e l a y s ．1 1 1 i sm e a n st h a tt h er e s t r i c t i

10、o no nt h er e f r a c t o r yd e l a y s ．i np r e v i o u sw o r k s ．i sw e a k e n e d ．1 1 1 em o d e l sc a r l b ew i t hu n b o u n d e dd e l a y s i n d y n a m i c a lt h r e s h e l d s ．A b o u t m e t h o d

11、 s ，t h eH a l a n a y d e l a y d i f f e r e n t i a li n e q u a l i t yi se x t e n d e d t od e l a yd i f f e r e n c ei n e q u a l i t y ，b yw h i c h t h ee s t i m a t i o n so f d e c a y r a t ea n de x p o n

12、 e n t i a la s y m p t o t i cs t a b i l i t ya r ev e r i f i e d ．A sa l lo r i g i n a ld i s c u s s i o n , i t j s c o n f i r m e dt h a t an e u r o ns y s t e m c a nb e c o n t r o l l e d b ys o m ee x ：t e

13、m a l s f i m u l u st oc o n v e r g e t oa g i v e n p o s i t i o n ．D i s c r e t et i m ed e l a y e dn e u r a ln e t w o r k sa r ec o n s t r u c t e d ，b yu s i n gt h en e u r o n sd i s c u s s e da b e v e ．T

14、 h e n e u r a ln e t w o r k sh a v e t h ed y n a m i c a lc h a r a c t e r i s t i c s n o to n l yb e g o t b y t h e n e t w o r k s b u t a l s ob y t h en e u r o n s A s e r i e so f s t u d i e sa r em a d eo n

15、t h eg l o b a la n dl o c a la s y m p t o t i cs t a b i l i t y ，a n dt h ea t t r a c t i v ed o m a i n so ft h ee q u i l i b r i u mp o i n t s ．E m p l o y i n gt h ed e l a yd i f f e r e n c ei n e q u a l i t

16、y ，t h ee s t i m a t i o n so f t h ed e c a yr a t ea r es t u d i e df o re x p o n e n t i a la s y m p t o t i cs t a b i l i t y ．H o p f i e l dt y p ea n d b i d i r e c t i o n a la s s o c i a t i v em e m o r

17、y m o d e l sa r ec o n c e m e d ．S o m es i m u l a t i o n sa r ep r e s e n t e dt os u p p o r tO U tt h e o r e t i c a lr e s u l t sa n da l s ot od i s c o v e rm o r e c o m p l e x f e a t u r e so f n o n l i

18、 n e a r f a c t o r s ．C o n t i n u o u st i m ed e l a yd y n a m i c a lt h r e s h o l dn e u r a ln e t w o r km o d e l s ，s u c ha sH o p f e i l dn e u r a ln e t w o r k s w i t h a c t i o n - d i 筋s i o n t e

19、 r m s ．b i d i r e c t i o n a l a s s o c i a t i v e m e m o r y m o d e l s a n d C o h e n &G r o s s h e r g n o n l i n e a rn e u r a ln e t w o r k s ，a r es t u d i e dv i aL i a p u n o vf u n c t i o n a

20、l ，L i a p u n o vf u n c t i o nm e t h o da n dR a z u m i k h i nt e c h n i q u e ．T h eg l o b a lo rl o c a la s y m p t o t i cs t a b i l i t ya n de x p o n e n t i a ls t a b i l i t yo f t h ee q u i l i b r i

21、 u mp o i n t s a r e c o n f i r m e dm a yb ed e p e n d e n to ft h e r e f r a c t o r y d e l a y ．E s t a b l i s h i n gan o v e lR a z u m i k h i n t y p ec o m p a r i s o n t h e o r e m ，i n p u t - t o —s t

22、a t es t a b i l i t yo f H o p f i e l d n e u r a ln e t w o r k s i ss t u d i e d ．T h r e e a p p l i c a t i o i l s o ft h e d y n a m i c a l c h a r a c t e r i s t i c s o fn e u r a l n e t w o r k s a r e d i

23、 s c u s s e d ．B yb i d i r e c t i o n a la s s o c i a t i v em e m o r ym o d e l ．w ep r o p o s eas c h e m eo f d a t ac o m p r e s s i o n ．n l ec o n c e p t i o na n ds o m e r e s u l t so f g l o b a l a t t

24、 r a c t i o n 、v i t l lr e s p e c t t o o n e l a y e r n e u r o n s u b - s p a c e a r e p r e s e n t e d ．W i m t h i sk i n do f s t a b i l i t y , o n ec a nc o m p r e s sa n dd e c o m p r e s sd a m v i ao