Лаб_практикум_ОВИ_03_06_13
.pdf14. Уоссермен Ф. Нейрокомпьютерная техника: Теория и практика /
Ф. Уоссермен. – М. : Мир, 2006. – 240 с.
15. Ярушкина Н. Г. Основы теории нечетких и гибридных систем:
учеб. пособие / Н. Г. Ярушкина. – M. : Финансы |
и статистика, |
2004. |
||||
– 320 с. |
|
|
|
|
|
|
16. Гостев В. И. |
Синтез |
нечетких |
регуляторов |
систем |
||
автоматического управления / В. И. Гостев. – |
К. : |
Радіоаматор, |
2005. |
–708 с.
17.Генетические алгоритмы, искусственные нейронные сети и проблемы виртуальной реальности / Г. К. Вороновский, К. В. Махотило,
С. Н. Петрашев, С. А. Сергеев. – Х. : Основа, 1997. – 112 с.
18. Мэтьюз Д. Г. Численные методы. Использование MATLAB /
Д. Г. Мэтьюз, К. Д. Финк. – 3-е изд.; пер. с англ. – М. : Изд. дом "Вильямс",
2001. – 720 с. |
|
|
|
|
|
|
19. |
Усков |
А. А. |
Интеллектуальные |
технологии |
|
управления. |
Искусственные |
нейронные сети и нечеткая логика / |
|
А. А. Усков, |
|||
А. В. Кузьмин. – М. : Горячая линия-Телеком, 2004. – 143 с. |
|
|
||||
20. |
Пономарев А. С. |
Нечеткие |
множества |
в |
задачах |
автоматизированного управления и принятия решений: учеб. пособие /
А. С. Пономарев. Х. : НТУ "ХПИ", 2005. 232 с.
301
СОДЕРЖАНИЕ |
|
|
|
|
Вступление.......................................................................................................... |
|
|
|
3 |
Лабораторная работа 1. Простейшие вычисления в пакете MATLAB |
....... 5 |
|||
1.1. Краткие сведения из теории ........................................................................ |
|
|
|
5 |
1.1.1. Рабочая среда пакета MATLAB............................................................... |
|
|
|
5 |
1.1.2. Арифметические вычисления................................................................... |
|
|
|
7 |
1.1.3. Форматы вывода результата вычислений..................................................... |
|
|
|
8 |
1.1.4. Использование элементарных функций................................................................. |
|
|
|
11 |
1.1.5. Работа с комплексными числами ....................................................... |
|
|
|
15 |
1.2. Индивидуальные задания .......................................................................... |
|
|
|
17 |
Лабораторная работа 2. Простейшие вычисления |
в |
пакете |
MATLAB |
|
с использованием переменных и векторов ..................................................... |
|
|
|
19 |
2.1. Краткие сведения из теории ...................................................................... |
|
|
|
19 |
2.1.1. Использование переменных в пакете MATLAB.................................. |
|
|
|
19 |
2.1.2. Сохранение рабочей среды .................................................................... |
|
|
|
22 |
2.1.3. Просмотр переменных ............................................................................ |
|
|
|
25 |
2.1.4. Работа с массивами ................................................................................. |
|
|
|
26 |
2.2. Индивидуальные задания .......................................................................... |
|
|
|
40 |
Лабораторная работа 3. Простейшие вычисления |
в |
пакете |
MATLAB |
|
с использованием матриц ................................................................................. |
|
|
|
42 |
3.1. Краткие сведения из теории ...................................................................... |
|
|
|
42 |
3.1.1. Различные способы ввода матриц в пакете MATLAB ........................ |
|
42 |
||
3.1.2. Обращение к элементам матриц в пакете MATLAB |
........................... |
|
44 |
|
3.1.3. Операции над матрицами в пакете MATLAB: сложение, вычитание, |
||||
умножение, транспонирование и возведение в степень................................ |
|
|
|
45 |
3.1.4. Умножение матриц и векторов .............................................................. |
|
|
|
49 |
3.1.5. Решение систем линейных уравнений .................................................. |
|
|
|
50 |
3.1.6. Блочные матрицы .................................................................................... |
|
|
|
50 |
3.1.7. Удаление строк и столбцов .................................................................... |
|
|
|
52 |
3.1.8. Заполнение матриц при помощи индексации ...................................... |
|
|
|
53 |
302 |
|
|
|
|
3.1.9. Создание матриц специального вида .................................................... |
|
55 |
||
3.1.10. Поэлементные операции с матрицами ................................................ |
|
58 |
||
3.1.11. Визуализация матриц............................................................................ |
|
|
59 |
|
3.2. Индивидуальные задания .......................................................................... |
|
|
60 |
|
Лабораторная работа 4. |
Построение |
таблиц |
значений и графиков |
|
функций в пакете MATLAB............................................................................. |
|
|
63 |
|
4.1. Краткие сведения из теории ...................................................................... |
|
|
63 |
|
4.1.1. Построение таблиц значений функции одной переменной в пакете |
||||
MATLAB ............................................................................................................ |
|
|
|
63 |
4.1.2. Построение графиков функции одной переменной............................. |
68 |
|||
4.1.3. Построение графиков функций двух переменных .............................. |
75 |
|||
4.1.4. Построение контурных графиков функций двух переменных........... |
79 |
|||
4.1.5. Оформление графиков функций............................................................ |
|
|
81 |
|
4.1.6. Вывод нескольких графиков на одни оси............................................. |
|
81 |
||
4.2. Индивидуальные задания .......................................................................... |
|
|
86 |
|
Лабораторная работа 5. Исследование способов формирования нечетких |
||||
множеств и операций над ними ....................................................................... |
|
|
89 |
|
5.1. Краткие сведения из теории ...................................................................... |
|
|
89 |
|
5.1.1. Функции принадлежности...................................................................... |
|
|
89 |
|
5.1.2. Операции с нечеткими множествами.................................................... |
|
99 |
||
5.2. Индивидуальные задания ........................................................................ |
|
|
103 |
|
Лабораторная работа 6. |
М-файлы и |
основы |
программирования |
в |
MATLAB .......................................................................................................... |
|
|
|
105 |
6.1. Краткие сведения из теории .................................................................... |
|
|
105 |
|
6.1.1. Работа в редакторе М-файлов .............................................................. |
|
|
105 |
|
6.1.2. Типы М-файлов ..................................................................................... |
|
|
|
107 |
6.1.3. Установка путей .................................................................................... |
|
|
|
109 |
6.1.4. Файл-функции ....................................................................................... |
|
|
|
113 |
6.1.5. Основы программирования в MATLAB ............................................. |
|
117 |
||
6.2. Индивидуальные задания ........................................................................ |
|
|
132 |
303
Лабораторная работа 7. |
Исследование |
алгоритма |
нечеткой |
|
кластеризации .................................................................................................. |
|
|
|
135 |
7.1. Краткие сведения из теории .................................................................... |
|
|
135 |
|
7.1.1. FCM-алгоритм кластеризации ............................................................. |
|
|
135 |
|
7.1.2. Решение задач кластеризации.............................................................. |
|
|
138 |
|
7.2. Индивидуальные задания ........................................................................ |
|
|
143 |
|
Лабораторная работа 8. |
Моделирование |
нечеткой системы |
средствами |
|
инструментария нечеткой логики.................................................................. |
|
|
144 |
|
8.1. Краткие сведения из теории .................................................................... |
|
|
144 |
|
8.2. Индивидуальные задания ........................................................................ |
|
|
155 |
|
Лабораторная работа 9. |
Нечеткое |
управление |
динамическими |
|
процессами................................................................................................................ |
|
|
|
156 |
9.1. Краткие сведения из теории .................................................................... |
|
|
156 |
|
9.1.1. Введение в теорию нечеткого управления |
|
156 |
||
9.1.2. Правила и импликация ......................................................................... |
|
|
159 |
|
9.1.3. Комбинирование условий ..................................................................... |
|
|
163 |
|
9.1.4. Накопление результатов и дефазификация ........................................ |
|
163 |
||
9.2. Нечеткие системы управления динамическими ..............процессами |
166 |
|||
9.2.1. Моделирование качания шара по качели ........................................... |
|
166 |
||
9.2.2. Моделирование отскоков шара от качелей ........................................ |
|
168 |
||
9.2.3. Система управления смесителем воды ............................................... |
|
171 |
||
9.2.4. Система управления перевернутым маятником ................................ |
|
172 |
||
9.2.5. Система управления двумя перевернутыми .................маятниками |
173 |
|||
9.3. Индивидуальные задания ........................................................................ |
|
|
175 |
|
Лабораторная работа 10. |
Регулирование |
с |
использованием |
нечеткого |
контролера........................................................................................................ |
|
|
|
176 |
10.1. Краткие сведения из теории.................................................................. |
|
|
176 |
|
10.1.1. Формирование функции принадлежности ....................................... |
|
179 |
||
10.1.2. Создание пользовательских функций принадлежности ................. |
182 |
|||
10.1.3. Модель системы управления уровнем воды .........................в баке |
|
183 |
||
10.2. Индивидуальные задания ...................................................................... |
|
|
188 |
|
|
304 |
|
|
|
Лабораторная работа 11. |
Символические |
вычисления |
в |
пакете |
||||||
MATLAB .......................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
190 |
11.1. Краткие сведения из теории.................................................................. |
|
|
|
|
|
|
|
190 |
||
11.1.1. Символические переменные и функции ........................................... |
|
|
|
|
|
190 |
||||
11.1.2. Упрощение и преобразование выражений ....................................... |
|
|
|
|
198 |
|||||
11.1.3. Разложение |
в ряд Тейлора и определение |
символических |
||||||||
выражений для сумм ....................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
205 |
|
11.1.4. Определение |
пределов, |
дифференцирование |
и |
|||||||
интегрирование................................................................................................ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
207 |
11.2. Индивидуальные задания ...................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
211 |
||
Лабораторная работа 12. |
Применение |
генетических |
алгоритмов при |
|||||||
определении экстремумов функций.............................................................. |
|
|
|
|
|
|
213 |
|||
12.1. Краткие сведения из теории.................................................................. |
|
|
|
|
|
|
|
213 |
||
12.2. Реализация |
генетических |
алгоритмов |
|
с |
помощью |
консоли |
||||
MATLAB .......................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
221 |
12.2.1. Функция ga........................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
222 |
|
12.2.2. Функция gaoptimset ............................................................................. |
|
|
|
|
|
|
|
|
224 |
|
12.3. Реализация |
генетических |
алгоритмов |
с |
помощью |
диалогового |
|||||
окна MATLAB ................................................................................................. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
225 |
12.4. Применение |
генетических |
алгоритмов |
|
для |
поиска |
минимума |
||||
функции ............................................................................................................ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
228 |
12.5. Применение |
генетических |
алгоритмов |
|
для |
поиска |
максимума |
||||
функции ............................................................................................................ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
231 |
12.6. Индивидуальные задания ...................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
232 |
Лабораторная работа 13. Применение генетических алгоритмов в задачах
оптимизации..................................................................................................... |
|
|
|
|
234 |
13.1. Краткие сведения из теории.................................................................. |
|
|
|
234 |
|
13.1.1. Применение |
генетических |
алгоритмов |
к |
задаче |
оптимизации |
вычислительной сети |
...................................................................................... |
|
|
|
234 |
13.1.2. Применение |
генетических |
алгоритмов |
к |
задаче |
размещения |
радиоэлементов в корпусе устройства.......................................................... |
|
|
241 |
||
|
|
305 |
|
|
|
13.1.3. Исследование эффективности генетических алгоритмов для задачи |
||||||||
размещения радиоэлементов в корпусе устройства .................................... |
|
|
|
243 |
||||
13.2. Индивидуальные задания ...................................................................... |
|
|
|
|
|
247 |
||
Лабораторная работа 14. |
Применение |
MATLAB |
для |
моделирования |
||||
нейронной сети Хебба |
.................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
248 |
14.1. Краткие сведения из теории.................................................................. |
|
|
|
|
|
248 |
||
14.1.1. Формальные нейроны ................искусственных нейронных сетей |
|
248 |
||||||
14.1.2. Решение задач |
распознавания |
на |
основе |
отдельных |
нейронов |
|||
(правило Хебба)............................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
252 |
14.1.3. Нейронная сеть .........................................................................Хебба |
|
|
|
|
|
258 |
||
14.2. Индивидуальные ......................................................................задания |
|
|
|
|
|
260 |
||
Лабораторная работа 15. |
Нейро-нечеткое |
моделирование |
в |
среде |
||||
MATLAB .......................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
261 |
15.1. Краткие сведения ..................................................................из теории |
|
|
|
|
|
261 |
||
15.2. Моделирование |
и |
реализация |
нейро-нечеткой |
сети |
в |
среде |
||
MATLAB .......................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
268 |
15.2.1. Описание ANFIS ................................................................-редактора |
|
|
|
|
|
268 |
||
15.2.2. Синтез нейро-нечеткой ...............................сети в среде MATLAB |
|
|
|
275 |
||||
15.3. Индивидуальные ......................................................................задания |
|
|
|
|
|
283 |
||
Лабораторная работа 16. |
Решение задачи прогнозирования с помощью |
|||||||
нечетких нейронных сетей ............................................................................. |
|
|
|
|
|
|
284 |
|
16.1. Краткие сведения ..................................................................из теории |
|
|
|
|
|
284 |
||
16.2. Построение нейронных сетей и гибридных нейронных сетей для |
||||||||
прогнозирования в пакете ............................................................MATLAB |
|
|
|
|
|
288 |
||
16.2.1. Построение нейронной ...............................................................сети |
|
|
|
|
|
288 |
||
16.2.2. Построение гибридной ...........................................нейронной сети |
|
|
|
291 |
||||
16.3. Индивидуальное задание....................................................................... |
|
|
|
|
|
298 |
||
Требования к оформлению ..........................................................отчетов |
|
|
|
|
|
299 |
||
Список литературы....................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
300 |
306
ДЛЯ ЗАМЕТОК
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
307
Навчальне видання
ЗАКОВОРОТНИЙ Олександр Юрійович
ОСНОВИ ОБЧИСЛЮВАЛЬНОГО ІНТЕЛЕКТУ
Лабораторний практикум для студентів денної та заочної форм навчання за напрямком
"Комп’ютерна інженерія" й "Комп’ютерні науки" (Рос. мовою)
Роботу до видання рекомендував М. Й. Заполовський Відповідальний за випуск С. Ю. Гавриленко Редактор О. В. Козюк
План 2013 р., п. 17
Підп. до друку 23.04.2013. Формат 60 × 84 116 . Папір Copy Paper. Друк – ризографія. Гарнітура Times New Roman. Обл.-вид. арк. 12,6. Наклад 300 прим. Ціна договірна.
Видавничий центр "НТМТ".
Свідоцтво про державну реєстрацію ДК № 1748 від 15.04.2004 р. 61072, Харків, пр. Леніна, 58, к. 106
Віддруковано в друкарні ТОВ "Цифра принт"
на цифровому лазерному комплексі Xerox DocuTech 6135. Свідоцтво про державну реєстрацію А01 № 432705 від 03.08.2009 р. 61024 Україна, м. Харків, вул. Культури, 22–Б.