多种噪声诱导的随机切换神经网络的动态性及控制

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61873271
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0301.控制理论与技术
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Neural networks (NN) theory has been widely applied in various fields and achieved considerable success. In terms of theoretical researches and engineering applications, external noise and random switching are inevitable. However, existing works are concentrated on white noise and Markov switching stochastic neural networks, but for the research of colored noise and with state-dependent switching stochastic neural network is still in its infancy. This project will use Lyapunov stability theory, the generalized Itô formula, stochastic process, information entropy theory and so on to focus on the stability, robustness, input-to-state stability and controller design of Markov switching stochastic neural network, state-dependent switching stochastic neural network, colored noise induced state-dependent switching and colored noise induced Markov switching stochastic neural network. This project will give the precise interval partitioning of the changes of noise, delay and connecting weight matrices of neural networks with Markov switching and get the stability criteria for state-dependent switching and colored noise induced state-dependent switching stochastic neural network; establish the contacts between the complexity measurement indicator-information entropy to the stability, input to state stability for colored noise induced Markov switching stochastic neural network. This project will enrich the theory of stochastic switching system, reveal the mechanisms of dynamics behavior of various noises induced stochastic switching system and establish the theoretical foundation for the design and application of switched stochastic neural network in intelligent control of complex system.
神经网络理论广泛应用于多个领域并取得相当成功。从理论研究及工程应用而言,外部噪声及随机切换不可避免。已有的工作集中于白噪声及马氏切换领域,有色噪声及依赖于状态切换随机神经网络的研究尚处于起步阶段。本项目将利用李雅普诺夫稳定性理论、广义伊藤公式、随机过程、信息熵理论等方法研究马氏切换、依赖于状态切换、有色噪声诱导依赖于状态切换、有色噪声诱导马氏切换四种形式随机神经网络的稳定性、鲁棒性、输入状态稳定性及控制器设计。本项目将获得马氏切换神经网络的噪声、时延、联接权矩阵变化的大小的精确划分区间;得到白噪声和有色噪声诱导依赖于状态切换两种随机神经网络的稳定性准则;建立有色噪声诱导马氏切换随机神经网络复杂性度量指标信息熵与稳定性,输入状态稳定性之间联系。本项目将丰富随机切换系统理论,揭示多种噪声诱导随机切换系统动力学行为机理,为随机切换神经网络在复杂系统智能控制中的设计和应用奠定理论基础。

结项摘要

项目《多种噪声诱导的随机切换神经网络的动态性及控制》紧紧围绕依赖于状态切换的忆阻神经网络及马氏切换神经网络动态性及控制进行研究。在项目执行期间,课题组通力合作进行深入细致的研究。本项目从揭示内在固有规律、阐明外部控制原理、探究内外交互机制三个维度深入研究神经形态系统。重要科学发现包括:(1)揭示了状态依赖切换忆阻神经动力学系统内在的指数吸引集特性、收敛性和稳定性等固有规律,证明了复值忆阻神经网络与实值模型之间的相关等价性,系统地构建了基于微分包含理论的神经动力学系统分析和控制方法。利用非光滑分析工具,发展和完善了神经动力学系统分析和控制的微分包含理论。首次给出分数阶次在(0,2)区间内解的存在唯一性理论证明及有限时间稳定性充分条件;(2)阐明了外部控制对神经动力系统的作用原理,发展了面向右端不连续状态依赖切换神经网络的微分包含理论,设计一个依赖于初值及状态切换的闭环控制器,给出系统达到有限时间稳定和有界能量消耗的精确解析表达式;(3)探究了马氏切换神经动力学系统内在规律和外部刺激交互作用而产生的联想记忆机制,发展了神经网络的多吸引子与联想记忆相关理论与方法,其深入研究有利于神经元电路器件的集成和应用,为模拟大脑功能,用神经元电路器件实现信息动态存储与处理提供理论支撑。本项目共发表SCI论文20篇,获得省部级奖励2项,培养硕士研究生10余名,博士研究生3名,为10余名研究生提供部分资助。

项目成果

期刊论文数量(20)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Multistability of state-dependent switching neural networks with discontinuous nonmonotonic piecewise linear activation functions
具有不连续非单调分段线性激活函数的状态相关切换神经网络的多稳定性
  • DOI:
    10.1016/j.neucom.2021.01.046
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Neurocomputing
  • 影响因子:
    6
  • 作者:
    Zhang Jiahui;Zhu Song;Lu Nannan;Wen Shiping
  • 通讯作者:
    Wen Shiping
Multistability of Dynamic Memristor Delayed Cellular Neural Networks With Application to Associative Memories
动态忆阻器延迟细胞神经网络的多稳定性及其在联想存储器中的应用
  • DOI:
    10.1109/tnnls.2021.3099814
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems DOI:10.1109/tnnls.2021.3099814
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Kun Deng;Song Zhu;Gang Bao;Jun Fu;Zhigang Zeng
  • 通讯作者:
    Zhigang Zeng
Finite/fixed-time synchronization of memristive neural networks via event-triggered control
通过事件触发控制实现忆阻神经网络的有限/固定时间同步
  • DOI:
    10.1016/j.knosys.2022.110013
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Knowledge-Based Systems
  • 影响因子:
    8.8
  • 作者:
    Jing Ping;Song Zhu;Xiaoyang Liu
  • 通讯作者:
    Xiaoyang Liu
Reachable Set Estimation for Memristive Complex-Valued Neural Networks With Disturbances
带扰动的忆阻复值神经网络的可达集估计
  • DOI:
    10.1109/tnnls.2022.3167117
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems DOI:10.1109/tnnls.2022.3167117
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Song Zhu;Yu Gao;Yuxin Hou;Chunyu Yang
  • 通讯作者:
    Chunyu Yang
Analysis and Design of Multivalued High-Capacity Associative Memories Based on Delayed Recurrent Neural Networks
基于延迟循环神经网络的多值大容量联想记忆分析与设计
  • DOI:
    10.1109/tcyb.2021.3095499
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Cybernetics
  • 影响因子:
    11.8
  • 作者:
    Jiahui Zhang;Song Zhu;Gang Bao;Xiaoyang Liu;Shiping Wen
  • 通讯作者:
    Shiping Wen

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其他文献

酶法酰化儿茶素EGCG及其产物在大豆油中的抗氧化性
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  • 通讯作者:
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  • 发表时间:
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  • 作者:
    朱松;田家敏;刘涛;范景莲
  • 通讯作者:
    范景莲
机构投资者与股市泡沫的形成
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    朱松
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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    --
  • 作者:
    朱松;徐浩峰;王爽
  • 通讯作者:
    王爽
基于应计项与现金流关系的会计稳健性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    夏冬林;朱松
  • 通讯作者:
    朱松

其他文献

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朱松的其他基金

神经网络的多稳定性及控制能耗研究
  • 批准号:
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    面上项目
马氏切换随机神经网络的动力学行为分析与控制
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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