1 线性方程组的最优求解方法 一.递推最小二乘法 设线性方程组 bAx (1) 则有 kbkx:A),(, (nk,2,1) (2) 其中, knkkaaak,,,:),(21A,Tnxxx,,,21x。 设 x:A),()(kkf (3) 下面采用基于递推最小二乘法(RLS)的神经网络算法来训练权值向量 x,以获得线性方程组(1)的解x。由式(3)可知,若以)(kf为神经网络输出,以kb 为神经网络训练样本,以x为神经网络权值向量, knkkaaak,,,:),(21A为神经网络输入向量,则解线性方程组的神经网络模型如同 1 所示。 图 1 神经网络模型 采用 RLS 算法训练神经网络权值向量x,其算法如下: (1)神经网络输出: x:A),()(kkf (4) (2)误差函数: )()(kfbkek (5) (3)性能指标: nkkeJ12)(21 (6) (4)使minJ的权值向量 x,即为所求的神经网络权值向量 x,这是一个多变量线性 2 优化问题,为此,由 0xJ 可得最小二乘递推法(RLS): ]),([1kkkkkkbx:AQxx (7) ),(),(1),(:AP:A:APQkkkTkTkk (8) kkkkP:AQIP)],([1 (9) nk,,2,1 随机产生初始权值向量)1,(0nrandx,设nnRIP0( 是足够大的正数(一般取10610~10), nn RI是单位矩阵),通过对样本数据训练,即可获得神经网络权值向量x,此即为线性方程组(1)的解。 二.具有遗忘因子的递推最小二乘估计公式为: ]),([1kkkkkkbx:AQxx (10) ),(),(),(:AP:A:APQkkkTkTkk (11) kkkkP:AQIP)],([11 (12) 式中,1:)],(:),([)(kAkAkTWP,W 为加权对角阵: 10021nnW (nnRIP0,10610~10)。 几点说明: (1) 当1时,该估计公式组为基本递推最小二乘算法; (2) 的选择范围一般在:99.095.0 。当参数变化快时, 取小点;变化慢时,取大点; 3 三.共轭梯度法及其应用 设线性方程组bAx ,则有 给定初始近似0x ,取000Axbrp 对,2,1,0k计算: kTkkTkkApppr kkkkpxx1 kkkkkAprbAxr11,且bAxrkk kTkkTkkAppApr1 kkkkprp11。 几点说明: 1. 应用共轭梯度法求解实对称正定线性方程组,不必事先估计方程组的系数矩阵A 的特征值的上、下界,不需要选取任何迭代参数,使用方便。而且,它的收敛速度较快,对于非坏...