ГОСТ 31191.5—2007
Приложение С
(справочное)
Использование рекуррентной модели нейронной сети для получения оценки
ускорения реакции поясничного отдела позвоночника на множественные удары
в направлении оси z
Экспериментальные исследования показали, что использование линейной модели для расчета отклика на
входное воздействие поясничного отдела позвоночника, откалиброванной при низком уровне входной вибрации,
приводитк заниженным результатам, если уровеньвходной вибрациивозрастает. Более точные результаты позво
ляет получить использование нелинейных моделей. Для нахождения оценки ускорения реакции поясничного отде ла
позвоночника на входное воздействие на подушке сиденья внаправлении г использована рекуррентная модель
нейронной сети (РНС). Данная модель рассчитана для человека, сидящего в свободной позе, выпрямившись, без
опоры на спинку сиденья.
Искусственная нейронная сеть представляет собой компиляцию алгоритмов, позволяющих построить
модель неизвестной системы по известным сигналам входа и выхода (см. формулы (2) и (3)]. Структура модели
представляет собой некоторое число взаимодействующих элементов или нейронов. Каждый нейрон после поступ
ления на вход воздействия с соответствующим весом осуществляет его нелинейное преобразование в выходной
сигнал u/J).
Систему описывают набором весовых коэффициентов и^. получаемых в ходе обучающих экспериментов.
Общий выход системы представляет собой линейную сумму взвешенных выходов каждого элемента (нейрона). В
РНС реализована обратная связь через подачу на вход выходных сигналов с задержкой att(f — 1). Таким образом,
входные сигналы сети представляют собой совокупность задержанных входных сигналов системы (ускорение на
подушке сиденья ац ) и задержанных выходных сигналов сети (а,,). Поскольку каждый выходной сигнал является
функцией всех предшествующих входных и выходных сигналов, РНС представляет собой существенно нелиней
ный фильтр с бесконечной импульсной характеристикой.
Обучение РНС проводилось для вибрации и ударов в направлении г вдиапазоне амплитуд от -20 до 40 м/с2 и
в диапазоне частот от 0.5 до 40 Гц. Нелинейность модели и соответственно невозможность ее экстраполяции на
другие диапазоны ограничивает область применения метода, установленного настоящим стандартом.
10