Présentation du logiciel NEURO CODE : un générateur de réseaux de neurones avec fonction d apprentissage intégrée

Transcription

1 Patrice Kiener Netral Session Tribune Technique du Forum ADVANTIC septembre 2002 Arles Présentation du logiciel NEURO CODE : un générateur de réseaux de neurones avec fonction d apprentissage intégrée

2 Présentation du logiciel Neuro Code Les réseaux de neurones sont apparus en 1993 pour la modélisation et le contrôle-commande de phénomènes dynamiques non-linéaires. S il existe aujourd hui de belles réalisations industrielles en modélisation, les exemples en contrôle-commande sont rares et exclusivement le fait de gens hyperspécialisés. Cette rareté de la demande n incite pas les équipementiers à développer une offre catalogue. Le logiciel NEURO CODE conçu au printemps 2002 par Netral est une solution possible pour générer et conduire l apprentissage de réseaux de neurones à la fois sur les systèmes d exploitation des automates industriels et sur Windows. Il pourrait donc intéresser tous les fabricants et les utilisateurs de systèmes de contrôle industriel. Le logiciel Neuro Code fonctionne en 2 étapes : Dans une première étape, l utilisateur crée sur PC la structure de son modèle. Dans une deuxième étape, un clic de souris, le logiciel génère automatiquement les codes C ou Fortran correspondants au modèle et aux différents algorithmes nécessaires à l apprentissage.

3 Présentation du logiciel Neuro Code Dans une troisième étape, indépendante du logiciel Neuro Code, l utilisateur doit transférer les fichiers C/Fortran sur le système d exploitation de son contrôleur industriel, les lier à ses différentes sources de données, puis les recompiler. Il disposera alors de fonctions de commande neuronale réajustables à volonté, par exemple tous les mois, directement sur son automate industriel. L exemple présenté ci-après n est pas un exemple de contrôle-commande, mais un exemple de modélisation. Nous sollicitons le lecteur à transposer cet exemple à une situation de contrôle-commande, car la logique de conception et de génération des codes C ou Fortran en environnement Windows pour des automates programmables non Windows reste identique. Seules changent les conditions d utilisation des codes. Le logiciel Neuro Code étant très récent, toutes les applications n ont pas encore été envisagées. N hésitez pas à nous contacter. Nous serons très heureux de répondre à vos questions et recevoir vos remarques.

4 Patrice Kiener Netral Ordinary differential equations A GAZ DIFFUSION MODEL : Neuro Shop and Neuro Code at work

5 Ordinary diferential equations : Neuro Shop and Neuro Code ++ Neuro Shop (1998) Standard use is the design of complex neural networks Can be employed to create ordinary differential equations ++ Neuro Code (2002) An automatic transcoder Graphs XML C-code Levenberg-Marquardt, Runge-Kutta, Euler, Confidence intervals

6 A gaz diffusion model dρ dt dµ dt 1 = ( ρ µ ) T 1 = T 1 ( ρ ( µ ) 2 µ ) J V Those equations are very simple. They describe an equilibrium between two tanks with respective pressures ρ et µ, connected by a canal and a pressure drop. The time constants that gouvern the exchange of the gaz until the equilibrium are T 1 and T 2, where T 2 is a function of µ. In this example, we use a neural network to describe T 2 = T 2 (µ).

7 Create a basic network

8 Create a basic network

9 Remove all synapses

10 Create the layers

11 Rename the neurons

12 Set the free synapses

13 Set the fixed synapses (1)

14 Set the fixed synapses (2)

15 Save the model

16 Apply Euler Loop

17 Rename the outputs and save the model

18 Apply Runge-Kutta 2 on nsde49.nml

19 Apply Euler after Runge-Kutta 2

20 Rename the outputs and save the model

21 Apply Runge-Kutta 4 on nsde49.nml

22 Apply Euler after Runge-Kutta 4

23 Rename the outputs and save the model

24 Neuro Code : Read the file RungeKutta2 + Euler

25 Neuro Code : Visualize the xml (nml) code

26 Neuro Code : C code of the transfert function

27 Neuro Code : C code of the gradient computation

28 Neuro Code : C code of the leverages

29 Neuro Code : C code of the training algorithm

30 Neuro Code : Save the 8 files (.c,.h)

31 Neuro Code : Intended use Neuro Code : an efficient tool! The 8 previous files (.c and.h), about 3000 lines error free, were automatically generated in one mouse click from the xml code issued by Neuro Shop They are intended to be used as libraries in larger software and non-windows platforms Those C codes have been succesfully compiled : Borland Turbo C and C++ Builder HP-UX11 for Itanium 64 under way Other compiler as soon as possible

32 Neuro Code : Other language Neuro Code in many language : C-ANSI and Pascal already available Fortran 77 and Fortran 90 ready by November 2002 Visual Basic and Ada on request Netral is now an expert in automatic transcoders : Graphic representation XML XML Graphic representation XML C, Pascal, Fortran, VB, Ada, other

33 Thank you for your attention For further information : patrice.kiener@netral.com Tel :