Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Лаб_практикум_ОВИ_03_06_13

.pdf
Скачиваний:
61
Добавлен:
14.04.2015
Размер:
4.1 Mб
Скачать

14. 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.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]