Übung 8.3: Training eines Neurons
Die chemische Reaktion in einem Behälter soll überwacht werden. Die Produktqualität wird von der Temperatur und der Produktmenge im Behälter entscheidend beeinflusst.
a) Skizzieren Sie die Struktur des Neurons für diese Problemstellung! Wie ändern sich die Gewichte (Lernregel)?
b) Öffnen Sie das Projekt U8_3_Neuron.project1,2) und ergänzen Sie den Funktionsbaustein Neuron um die Signalfortpflanzung mit sprungförmiger Aktivierungsfunktion f gemäß Gl. 8.8!
c) Ergänzen Sie den Funktionsbaustein Neuron um die Gewichtseinstellung beim Training gemäß Gl. 8.9!
d) Starten Sie das Programm Lernen und trainieren Sie das Netz mit folgenden Lerndaten, die aus vorherigen Experimenten aufgezeichnet wurden! Die Anfangseinstellung der Parameter ist w1=w2=0.1, b=0.
| T/°C | 50 | 30 | 20 | 55 | 40 | 10 | 45 | 40 |
| L/ltr. | 100 | 500 | 400 | 120 | 600 | 200 | 1000 | 300 |
| ysoll | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 |
e) Testen Sie die Klassifikation, ob die Produktqualität gewährleistet ist oder nicht, indem Sie die folgenden Daten in der Visualisierung vorgeben: T = 30°C und L = 300 l sowie T = 40°C und L = 700 l !
Lösung:
a)
b-c) Im Projekt B10_6_NeuroQuali.project1,2) ist der Funktionsbaustein Neuron programmiert und instanziiert.
d-e) Das Lernen und die Klassifikation werden in diesem Video gezeigt.
Hinweise:
1) Die meisten Beispielprogramme und Lösungen wurden mit Codesys V3.5.19.6 erstellt. Falls Sie noch eine ältere Version verwenden, installieren Sie am besten die unter Downloads verfügbare Version. Sollten Sie eine neuere Version verwenden, bestätigen Sie bitte “in dieser Version öffnen” mit Fertigstellen und setzen Sie die Projektdateien ggf. unter unter Projekt|Projektumgebung "Alles auf neuest". Außerdem aktualisieren Sie bitte die Soft-SPS Codesys Control Win V3x64 und ggf. die I/O-Devices, indem Sie im Fenster Geräte auf Device und mit der rechten Maustaste auf “Gerät aktualisieren” klicken!
2) In einigen Browsern muss die .project-Datei mit der rechten Maustaste angeklickt und zunächst durch "Link speichern unter" oder "Link herunterladen" gespeichert werden, bevor man diese mit Codesys öffnen kann.
3) Die meisten Programme laufen ohne Soft-SPS in der Simulation von Codesys. Im Menü Online|Simulation kann der Simulationsmodus an- und abgewählt werden. Wenn Sie die Software bei abgewählter Simulation in eine Soft-SPS laden wollen, müssen Sie mit der Windows-Start-Taste unter Alle Apps im Codesys-Ordner die Soft-SPS "Codesys Control Win V3x64" oder für Motion Control die “Codesys SoftMotion Win V3x64” starten. Dann sind als z.B. Benutzername admin und als Password admin einzugeben.
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