《计算智能》综合性实验报告

华北科技学院基础部综合性实验实验报告课程名称实验学期计算智能2013至2014学年第2学期学生所在系部基础部年级12专业班级计算B121学生姓名郭春元学号201209014115任课教师杨文光实验成绩2014年7月12日计算智能课程综合性实验报告开课实验室：数学应用实验室实验题目自动倒车简易模糊差值控制一、实验目的了解一些算法，知道matlab的应用上机实验操作，熟悉matlab的程序二、设备与环境Matlab软件。三、实验内容及要求内容：针对倒车问题的程序模仿实验。第一步：简易模糊插值的控制方法：z，对于双输入单输出系统而言，设输入量x，y的论域分别为X，丫，输出变量为论域为Z。基于模糊控制系统可以表示成为一个二元分片插值函数:其中XL（x）=二F/v）二孑-恥1分别表示叫Ax+1打J输入变量X和V相对于模糊集儿与的隶属度。第二步：模型的建立对输入变量y的实际物理论域-10,10划分为5个三角模糊集，对输入变量0的实际物理论域-pi,pi划分为7个三角模糊集，对于输出变量（即控制量）n的实际物理论域-pi/9,pi/9划分为7个单点模糊集，具体隶属函数见下图：FISVariablesth这是输入变量y的隶属函数模糊集模型这是输入变量0的隶属函数模糊集模型的建立这是控制量n的隶属函数的模糊集模型有这三个隶属函数就可以对这个模型进行控制。第三步：自动倒车仿真实验在matlab软件编写程序不难实现倒车模型在各种倒车环境下仿真曲线，自动倒车的方程函数如下：x(/+1)=x(/)+ftrcos(必),y(I+1)=)(.1)一hrsin(0(,ff(t+1)=ff(t)+(v/l)htan)其中，力表示采样步长，在本文仿真中，人二0.05納表示第上步“r=vensfhv=-rsin&、歹=(?/；tanr(4)具中24mt表示汽车车身长度；x-1负号表示倒车，在上述微分方程组中，“只取数值1,倒车因素已经考虑在建模中控制规则:1If(yiaDand(thisPbjthen(etisNB)(5)a2. If(yisDC)and(thisPb)then(etisN0)(1)3. If(ybCand(thisPbthen(etTNM)(1吕4. If(yisUC)and(tiiisPb)then(etrNM)(1)-S.押(yisUand(thisPbthen(etisNS)(1)6. If(yisD)and(thtsPmthenietisNB)17. If(ysDC)and(thisPm)then(etisN0)(1)8. If(yisC)and(thisPm)then(etbNM)(1)9If(ysUC)and(thisPm)then(etisNS)10. If(yiaU)and(thHPm)then(etIsPS)11. If(yisD)and(thisPs)then(ettoNB(1)12If(yisDC)and(thisPa)then(etbNM)(1)13. If(yisQand(thisPft)them(etisNS)(1)14. |f(yisUC)and(thIsPt)then(etBPS)(1)15. If(ysU)and(thsPs)then(etisPM)(1)16. If(yisD)and(thisZe)then(etis17. if(yisDC)and(thisZe)thtn(etBNMHD16.If(yisland(thisZethen(etisZE)(1)19. If(yislC)andithi$Ze)then(etisPM)(1)20. If(yisU)and(thisZethen(etisPB)(1)21. li(yisD)and(thisNsthen(etIW)22IfCyisDC)and(thtsNs)then(etisNS)(1)23. IffyisC)and(thIsINs)than(etisPS)(1)24. |f(yisUC)and(thsNs)then(etisPM)(1)25. IffyisU)and(thisNs)then(etHPB)(126. IffyisD)and(thisfJmthen(etisPS)(1)2了，If(yisDC)en(thisNm)then(et审卩S)28 IfyisC)and(thisNmthen(etisPtJI)(1)29 If(yisUC)and(thisNm)then(etbPB)(H30.If(.yisU)and(thisNmtheni.etisPB)(1)31.If(yfsC；andthisMb)then(etisPS(1)32If(ytsOand仃hisJbrthenis呦33. IffyisGlanUrthisNbthenfdisPMC1)34. Hf&isUC)end(thisNbthen(ctisPB1)节.IfU)dfl(Jtll色NUtheri園有matlab程序可以知道倒车图像:&=pi/4y=10m0=pi/3y=10m10.2109.89.69.4m9.28.88.68.48.2m6420-2-4-6-8-1050100150200250x/m不同的角度和初始变量的值对应的倒车图像不同第四步：根据仿真实验找到合适的初值：在完成自动倒车的模型建立和规则数据集的提取工作后，根据以上图像的核心函数知道：耳=工丫(礼(与(刃幻+SIJI扎(X)YJ+I(y)如+XM(x)Yj(y)+(x)V;+(y)zj+v+l)苴中知*中廿门s分别对应输入变量y和0物理论域内的某个模糊集,呻耳“吋厂昭四分别对应于控制量71物理论域内某个单点模糊集的峰点”.tf1*(XV)GVti亠*另外却=i=12，6;j=1*J?VtjufJ为了更好的实现仿真实验的拟合更好的位置纵坐标的y量化因子k(y)=0.4,输入量0的量化因子k(0)=2,控制量n的比例因子k(n)=20.由上知道：在倒车实验中，均采用相同的量化因子和比例因子，显示出各种参数具有很好的普遍性。Matlab程序如下：clcclearall;N=5000;h=0.05;l=4;v=1;x(1)=0;y(i)=-io；z(1)=pi/2;a=readfis(Untitled2);fort=1:Nify(t)=10y(t)=10;elseify(t)=piz(t)=pi;elseifz(t)=-piz(t)=-pi;endx(t+1)=x(t)+h*v*cos(z(t);y(t+1)=y(t)-v*h*sin(z(t);et(t)=evalfis(y(t),z(t),a);z(t+1)=z(t)+(v/l)*h*tan(et(t);endplot(x,y)xlabel(x/m);ylabel(y/m);总结：这学期，杨文光老师的指导教学我们学习了计算智能这门课程，起初对这门课很是不理解。然而，杨老师严谨的教学方法让我们找到了学习的方向和动力，也知道了什么是计算智能。计算智能（简称CI）并不是一个新的术语，早在1988年加拿大的一种刊物便以CI为名。这门课程讨论了神经网络、模式识别与智能之间的关系，并将留能分为一片关于计算留能和人工留能的区别文章，对于神经网络（ICNN）、模糊系统（FuZZ）和进化计算（ICEc）三个年度性议合为一体。特别是“蚁群算法”很是重要它可以解决和多问题比如：TSP问题等的求解，蚁群算法都发挥了很大的作用，还有“遗传算法”这些很有用的算法。在科学发展的旅程中扮演着重要的角色。在这一学期的学习中，我深深地体会到了科学的强大，知识的无穷。我要学的还有很多啊！我要努力好好地去学习那些属于我的知识。教师评价评定项目ABCD评定项目ABCD算法正确界面美观，布局合理程序结构合理操作熟练语法、语义正确解析完整实验结果正确文字流畅报告规范题解正确其他：评价教师签名：年月日