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该方法与前一算法区别在于:用ε(k)X(k)代替E[ε(k)X(k)],从而避免统计计算的困难,但同时使加权矢量的变化趋向随机性;步幅α变成一个随时序k变化的量,可以证明,当α(k)满足以下条件时,学习是收敛的:α(k)是时序k∞ ∞
的非增函数;在这样k=0 k=0的条件下,W(k)随着k增大而趋向W*的概率为1。
4 随机逼近LMS算法仿真
按以下步骤对随机逼近算法编制程序进行仿真:
(1)对图1所示的正弦波和三角波分别进行64点均匀采样,组成64维输入样本矢量。
(2)W(0)选择服从(0,1)之间均匀分布的随机矢量,初始步长参数α选为0.03,选定误差的平方临界值ε02(k)=10-5,将X0,X1交替重复地送入采用线性函数的神经元,反复训练,直至ε2(k)≤ε02(k),这样可以得到误差平方和学习次数之间的关系,如图2所示。
从图2中可以看出.当α=0.03时,学习是收敛的,学习次数k=1 147,学习完成时ε(k)=3.2x10-3,其平方小于所确定的ε02(k)。把X0,X1重新送入神经元,计算后得到实际输出值Y0=0.003 9,Y1=0.999 9,这和预期输出值相当接近,从而较好完成了X0,X1的分类。
(3)设置不同的步幅α,分别计算并绘制ε2(k)变化曲线,观察ε2(k)的收敛性、收敛速度与α的关系,试验结果如图3所示。从图3中可以看出,当α 很小时,学习收敛,学习速度很慢,且收敛的稳定性较好;当α增大,学习仍保持收敛,但学习速度加快,同时稳定性降低;当α=0.08时,学习已不再收敛。