實(shí)驗(yàn)五BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建與使用(一).doc

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)五BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建與使用（一） 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉MATLAB中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱的使用方法；2、掌握BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特性和應(yīng)用范圍；3、掌握使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)解決實(shí)際問題的方法；二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：在第四次實(shí)驗(yàn)中，試圖用線性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)求解函數(shù)逼近問題，從實(shí)驗(yàn)的結(jié)果可以看到未能達(dá)到預(yù)期的效果，下面使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來求解函數(shù)逼近問題：1、 有21組單輸入矢量和相對(duì)應(yīng)的目標(biāo)矢量，參考書神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教程P36的示例程序，試設(shè)計(jì)一個(gè)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)這對(duì)數(shù)組的函數(shù)關(guān)系。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的部分參數(shù)輸入與目標(biāo)數(shù)據(jù)如下：BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)：隱含層神經(jīng)元個(gè)數(shù)為5個(gè)，設(shè)置BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的最大訓(xùn)練次數(shù)為1000。提示：正確選擇輸入層到隱含層、隱含層到輸出層的激活函數(shù)，tansig的定義域?yàn)樨?fù)無窮到正無窮，值域?yàn)?1到1，logsig的定義域?yàn)樨?fù)無窮到正無窮，值域?yàn)?到1；為觀察訓(xùn)練后神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的效果，可以利用sim()函數(shù)（參見書P22）和plot()函數(shù)（參見書P15）在同坐標(biāo)中畫出輸入數(shù)據(jù)和期望目標(biāo)數(shù)據(jù)、測(cè)試數(shù)據(jù)和測(cè)試數(shù)據(jù)輸出的圖形輸入數(shù)據(jù)：P=-1:0.1:1期望目標(biāo)數(shù)據(jù)：T=-0.96、0.577、 -0.0729、 0.377、0.641、0.66、0.461、0.1336 、0.201、-0.434、-0.5、-0.393、-0.1647、0.0988、0.3072、 0.396、0.3449、0.1816、-0.0312、-0.2183、-0.3201（注意：為了清楚的表示數(shù)據(jù)，我在數(shù)據(jù)間加了逗號(hào)，同學(xué)們?cè)贛ATLAB中使用進(jìn)請(qǐng)將逗號(hào)改為空格）截圖：代碼：P=-1:0.1:1;T=-0.96 0.577 -0.0729 0.377 0.641 0.66 0.461 0.1336 0.201 -0.434 -0.5 -0.393 -0.1647 0.0988 0.3072 0.396 0.3449 0.1816 -0.0312 -0.2183 -0.3201;%創(chuàng)建一個(gè)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，每一個(gè)輸入向量的取值范圍為-1 ,1，隱含層有5個(gè)神經(jīng)元，輸出層%有一個(gè)神經(jīng)元，隱含層的激活函數(shù)為tansig，輸出層的激活函數(shù)為logsig，訓(xùn)練函數(shù)為梯度下%降函數(shù)，即2.3.2節(jié)中所描述的標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)算法net=newff(-1 1,5,1,tansig,tansig,traingd);%可以改變訓(xùn)練步數(shù)為3000、5000、10000來查看網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練結(jié)果net.trainParam.epochs=5000;%目標(biāo)誤差設(shè)為0.01net.trainParam.goal=0.01;%設(shè)置學(xué)習(xí)速率為0.1LP.lr=0.1;net=train(net,P,T);y=sim(net,P);figurehndl1=plot(P,y);%設(shè)置線寬為2set(hndl1,linewidth,2);%設(shè)置線的顏色為紅色set(hndl1,color,red);hold onhndl2=plot(P,T);set(hndl2,linewidth,2);%設(shè)置圖形標(biāo)題title(BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近非線性函數(shù)的MATLAB實(shí)現(xiàn));%設(shè)置圖例legend(BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近非線性函數(shù),原數(shù)據(jù))2、對(duì)1中建立的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試數(shù)據(jù)為：P2=-1:0.025:1 并對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析，3、當(dāng)最大訓(xùn)練次數(shù)設(shè)置為3000、5000、10000時(shí)，分析網(wǎng)絡(luò)的輸出效果。注：實(shí)驗(yàn)報(bào)告中,在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容這部分要畫出你的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、寫上MATLAB源代碼及運(yùn)行結(jié)果