[发明专利]一种有限元方程组神经网络求解器

权利要求书

1.一种有限元方程组神经网络求解器，其特征是：包括硬件神经元阵列，单片机，非易失性存储器，输入输出电路，微机RS232，在所述单片机上分别连接有硬件神经元阵列、微机RS232和非易失性存储器，所述硬件神经元阵列由神经元输入信号加权求和电路、偏差比较电路和输入输出连接电路组成，所述神经元输入信号加权求和电路和偏差比较电路并联在所述输入输出连接电路上，

在所述输入输出电路上，其输入输出满足方程a(0)＝P，εda/dt＝-Ka+F.其中，K为有限元结构刚度矩阵，是一正定矩阵； F为结点载荷列阵； a为代求节点位移列阵，

在所述硬件神经元阵列中，电路方程为

如果令c＝ε，v_i＝a_i，则电路方程可写成

进一步可写成

其解为

因为K为正定矩阵，所以当t→+∞时，a(t)将趋近于一个与初始值a₀无关的解向量(神经网络的平衡点)，即lim a(t)＝K^-1F,由此可知，该神经网络的平衡点即为有限元方程组的理论解。

2.根据权利要求1所述的一种有限元方程组神经网络求解器，其特征是：所述硬件神经元阵列中的电路的各可变电阻器采用数字电位器，输入输出信号间的开关用模拟开关； 数字电位器的电阻值和模拟开关的投掷由编程方式设定。

3.根据权利要求1所述的一种有限元方程组神经网络求解器，其特征是：所述单片机在系统板上与所述微机RS232进行串行通信，接收网络结构参数，并根据所述非易失性存储器中的信息对系统进行“初始化”操作，不参与对象系统的控制过程。

4.根据权利要求1所述的一种有限元方程组神经网络求解器，其特征是：所述微机RS232只负责将其计算获得的神经网络结构参数，通过微机上的RS232口以串行通信方式传输给硬件神经网络系统板，并将其存入系统板上的非易失性存储器，不直接参与对象系统的在线控制。