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1、華北科技學(xué)院基礎(chǔ)部綜合性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告
課程名稱
實(shí)驗(yàn)學(xué)期
計(jì)算智能
2013
至2014學(xué)年第2學(xué)期
學(xué)生所在系部
基礎(chǔ)部
年級(jí)12
專業(yè)班級(jí)計(jì)算B121
學(xué)生姓名
郭春元
學(xué)號(hào)201209014115
任課教師
楊文光
實(shí)驗(yàn)成績
2014年7月12日
《計(jì)算智能》課程綜合性實(shí)驗(yàn)報(bào)告開課實(shí)驗(yàn)室:數(shù)學(xué)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)題目自動(dòng)倒車簡(jiǎn)易模糊差值控制一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私庖恍┧惴?,知道m(xù)atlab的應(yīng)用上機(jī)實(shí)驗(yàn)操作,熟悉matlab的程序二、設(shè)備與環(huán)境
Matlab軟件。
三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求內(nèi)容:針對(duì)倒車問題的程序模仿實(shí)驗(yàn)。第一步:簡(jiǎn)易模糊插值的控制方法:
2、
z,對(duì)于雙輸入單輸出系統(tǒng)而言,設(shè)輸入量x,y的論域分別為X,丫,輸出變量為論域?yàn)閆?;谀:刂葡到y(tǒng)可以表示成為一個(gè)二元分片插值函數(shù):
其中XL(x)==二F/v)二孑-恥1分別表示叫Ax+1打J
輸入變量X和V相對(duì)于模糊集兒與的隸屬度。
第二步:模型的建立
對(duì)輸入變量y的實(shí)際物理論域[-10,10]劃分為5個(gè)三角模糊集,對(duì)輸入變量0的實(shí)際物理論域[-pi,pi]劃分為7個(gè)三角模糊集,對(duì)于輸出變量(即控制量)n的實(shí)際物理論域[-pi/9,pi/9]劃分為7個(gè)單點(diǎn)模糊集,具體隸屬函數(shù)見下圖:
FISVariables
th
這是輸入變量y的隸屬函數(shù)模糊集模型
3、
這是輸入變量0的隸屬函數(shù)模糊集模型的建立
這是控制量n的隸屬函數(shù)的模糊集模型
有這三個(gè)隸屬函數(shù)就可以對(duì)這個(gè)模型進(jìn)行控制。
第三步:自動(dòng)倒車仿真實(shí)驗(yàn)
在matlab軟件編寫程序不難實(shí)現(xiàn)倒車模型在各種倒車環(huán)境下仿真曲線,自動(dòng)倒車的方程函數(shù)如下:
x(/+1)=x(/)+ftrcos(必)),
y(I+1)=)(.1)一hrsin(0(,
ff(t+1)=ff(t)+(v/l)htan)
其中,力表示采樣步長,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表示汽車車身長度;x-1負(fù)號(hào)表示倒車,在
4、上述微分方程組中,“只取數(shù)值1,倒車因素已經(jīng)考慮在建模中°
控制規(guī)則:
1If(yiaD}and(thisPbjthen(etisNB)(5)a
2. If(yisDC)and(thisPb)then(etisN0)(1)
3. If(ybC}and(thisPb}then(etTNM)(1>呂
4. If(yisUC)and(tiiisPb)then(etrNM)(1)-
S.押(yisU}and(thisPb}then(etisNS)(1)
6. If(yisD)and(thtsPm}thenietisNB)[1
7. If(ysDC)and(thisPm)then(eti
5、sN0)(1)
8. If(yisC)and(thisPm)then(etbNM)(1)9If(ysUC)and(thisPm)then(etisNS)⑴
10. If(yiaU)and(thHPm)then(etIsPS)⑴
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(y>sU)and(thsPs)then(
6、etisPM)(1)
16. If(yisD)and(thisZe)then(etis
17. if(yisDC)and(thisZe)thtn(etBNMHD16.If(yisland(thisZe}then(etisZE)(1)
19. If(yislC)andithi$Ze)then(etisPM)(1)
20. If(yisU)and(thisZethen(etisPB)(1)
21. li(yisD)and(thisNs}then(et?IW)⑴22IfCyisDC)and(thtsNs)then(etisNS)(1)
23. IffyisC)and(thIsINs)th
7、an(etisPS)(1)
24. |f(yisUC)and(thsNs)then(etisPM)(1)
25. IffyisU)and(thisNs)then(etHPB)(1>
26. IffyisD)and(thisfJm}then(etisPS)(1)2了,If(yisDC)en?(thisNm)then(et審卩S)⑴
28 If[yisC)and(thisNm>then(etisPtJI)(1)
29 If(yisUC)and(thisNm)then(etbPB)(H30.If(.yisU)and(thisNmtheni.etisPB)(1)
31.If(yfsC\;a
8、nd[thisMb)then(etisPS}(1)
32If(ytsO^and仃his'Jbrthen⑹is呦⑴
33. IffyisGlanUrthisNb>thenfdisPM}C1)
34. Hf&isUC)end(thisNb>then(ctisPB>1)節(jié).IfU)dfl(J〔tll色NUtheri園
有matlab程序可以知道倒車圖像:
&=pi/4y=10m
0=pi/3y=10m
10.2
10
9.8
9.6
9.4
m
9.2
8.8
8.6
8.4
8.2
m
6420-2-4-6-8-10
50100150200250
x/m
9、
不同的角度和初始變量的值對(duì)應(yīng)的倒車圖像不同第四步:根據(jù)仿真實(shí)驗(yàn)找到合適的初值:在完成自動(dòng)倒車的模型建立和規(guī)則數(shù)據(jù)集的提取工作后,根據(jù)以上圖像的核心函數(shù)知道:
耳⑺=工丫(禮(£與(刃幻+£SIJ—I扎(X)YJ+I(y)如+XM(x)Yj(y)+(x)V;+](y)zj+v+l)^⑸
苴中知*中廿門s分別對(duì)應(yīng)輸入變量y和0物理論域內(nèi)的某個(gè)模糊集,呻耳“吋廠昭四分別對(duì)應(yīng)于控制量71物理論域內(nèi)某個(gè)單點(diǎn)模糊集的峰點(diǎn)”
—.tf1*(X>V)GVti亠*
另外卻=\i=12…,6;j=1*J?VtjufJ為了更好的實(shí)現(xiàn)仿真實(shí)驗(yàn)的擬合更好的位置縱坐標(biāo)的y量化因子k(y)=0.4,輸入量0的量化
10、因子k(0)=2,控制量n的比例因子k(n)=20.由上知道:在倒車實(shí)驗(yàn)中,均采用相同的量化因子和比例因子,顯示出各種參數(shù)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:N
ify(t)>=10y(t)=10;
elseify(t)<=-10
y(t)=-10;
end
ifz(t)>=pi
z(t)=pi;
elseifz(t)<=-pi
z(t)=-pi;
endx(t+1)=x(t)+h*v*
11、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');總結(jié):
這學(xué)期,楊文光老師的指導(dǎo)教學(xué)我們學(xué)習(xí)了《計(jì)算智能》這門課程,起初對(duì)這門課很是不理解。然而,楊老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)方法讓我們找到了學(xué)習(xí)的方向和動(dòng)力,也知道了什么是計(jì)算智能。
計(jì)算智能(簡(jiǎn)稱CI)并不是一個(gè)新的術(shù)語,早在1988年加拿大的一種刊物便以CI為名。這門課程討論了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模式識(shí)別與智能之間的關(guān)系,并將留能分為一片
12、關(guān)于計(jì)算留能和人工留能的區(qū)別文章,對(duì)于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ICNN)、模糊系統(tǒng)(FuZZ)和進(jìn)化計(jì)算(ICEc)三個(gè)年度性議合為一體。
特別是“蟻群算法”很是重要它可以解決和多問題比如:TSP問題等的求解,蟻群算法都發(fā)揮了很大的作用,還有“遺傳算法”這些很有用的算法。在科學(xué)發(fā)展的旅程中扮演著重要的角色。
在這一學(xué)期的學(xué)習(xí)中,我深深地體會(huì)到了科學(xué)的強(qiáng)大,知識(shí)的無窮。我要學(xué)的還有很多??!我要努力好好地去學(xué)習(xí)那些屬于我的知識(shí)。
教師評(píng)價(jià)
評(píng)定項(xiàng)目
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評(píng)定項(xiàng)目
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