基于MATLAB與fuzzyTECH的模糊與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

第1章 要模糊入門1
1.1 模糊邏輯的發(fā)展1
1.1.1 模糊邏輯的發(fā)展歷程1
1.1.2 模糊邏輯在日本的發(fā)展2
1.1.3 模糊邏輯在歐洲的發(fā)展2
1.1.4 模糊邏輯在美國的發(fā)展3
1.2 模糊邏輯的不確定類型3
1.2.1 不確定的數(shù)學(xué)原理3
1.2.2 語言不確定性模型3
1.3 模糊集合4
1.3.1 由經(jīng)典集合到模糊集合4
1.3.2 模糊集合的基本概念6
1.3.3 隸屬度函數(shù)9
1.4 模糊集合的運(yùn)算11
1.4.1 模糊集合的基本運(yùn)算11
1.4.2 模糊集合的基本運(yùn)算規(guī)律13
1.4.3 模糊集合與經(jīng)典集合的聯(lián)系14
1.5 模糊關(guān)系與模糊關(guān)系的合成16
1.5.1 模糊關(guān)系的基本概念16
1.5.2 模糊關(guān)系的合成18
1.5.3 模糊關(guān)系的性質(zhì)20
1.5.4 模糊變換22
1.6 模糊邏輯及模糊推理23
1.6.1 模糊邏輯技術(shù)23
1.6.2 語言控制策略25
1.6.3 模糊語言變量25
1.6.4 模糊命題與模糊條件語句27
1.6.5 判斷與推理28
1.6.6 模糊推理28
1.7 模糊邏輯系統(tǒng)的建立34
1.7.1 模糊化35
1.7.2 建立if-then規(guī)則庫36
1.7.3 模糊推理38
1.7.4 解模糊化39
1.8 計(jì)算模糊系統(tǒng)40
1.8.1 計(jì)算隸屬度41
1.8.2 隸屬度函數(shù)的快速計(jì)算方法42
1.8.3 模糊規(guī)則推理42
1.8.4 將輸出結(jié)果清晰化43
習(xí)題45
第2章 模糊應(yīng)用——模糊控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)47
2.1 鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)48
2.1.1 應(yīng)用背景48
2.1.2 鍋爐汽包水位動態(tài)特性48
2.1.3 模糊控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)48
2.1.4 模糊控制器的設(shè)計(jì)49
2.1.5 模糊控制系統(tǒng)仿真57
2.2 模糊PID控制直流電動機(jī)伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)59
2.2.1 應(yīng)用背景59
2.2.2 系統(tǒng)控制原理60
2.2.3 控制算法設(shè)計(jì)62
2.2.4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)原理69
2.2.5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)原理76
2.2.6 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析88
2.2.7 系統(tǒng)的其他控制算法93
習(xí)題106
第3章 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及聚類設(shè)計(jì)112
3.1 什么是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)112
3.1.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程112
3.1.2 生物神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及沖動的傳遞過程114
3.1.3 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的定義116
3.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型117
3.2.1 人工神經(jīng)元的基本模型117
3.2.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基本構(gòu)架119
3.2.3 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工作過程121
3.2.4 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)121
3.3 前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)122
3.3.1 感知器網(wǎng)絡(luò)124
3.3.2 BP網(wǎng)絡(luò)126
3.3.3 BP網(wǎng)絡(luò)的建立及執(zhí)行128
3.3.4 BP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于模式分類130
3.3.5 BP網(wǎng)絡(luò)的其他學(xué)習(xí)算法的應(yīng)用136
3.4 反饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)143
3.4.1 離散Hopfield（DHNN）網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)144
3.4.2 離散Hopfield網(wǎng)絡(luò)的工作方式144
3.4.3 Hopfield網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和吸引子145
3.4.4 Hopfield網(wǎng)絡(luò)的連接權(quán)設(shè)計(jì)146
3.4.5 Hopfield網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于模式分類147
3.5 徑向基函數(shù)154
3.5.1 徑向基函數(shù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及工作方式155
3.5.2 徑向基函數(shù)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)及作用156
3.5.3 徑向基函數(shù)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)選擇156
3.5.4 RBF網(wǎng)絡(luò)用于模式分類156
3.6 其他形式的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)163
3.6.1 競爭型人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)——自組織競爭163
3.6.2 競爭型人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)——自組織特征映射神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（SOM）167
3.6.3 競爭型人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)——學(xué)習(xí)向量量化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（LVQ）170
3.6.4 概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（PNN）173
3.6.5 CPN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)178
習(xí)題187
第4章 基于MATLAB的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用188
4.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊系統(tǒng)的結(jié)合188
4.1.1 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)188
4.1.2 NeuroFuzzy與其他自適應(yīng)技術(shù)的比較189
4.2 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)189
4.2.1 基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制器的結(jié)構(gòu)189
4.2.2 神經(jīng)模糊控制系統(tǒng)的MATLAB實(shí)現(xiàn)190
4.3 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于模式識別系統(tǒng)設(shè)計(jì)196
4.3.1 應(yīng)用背景196
4.3.2 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的原理197
4.3.3 基于MATLAB的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)200
習(xí)題211
第5章 基于fuzzyTECH的模糊設(shè)計(jì)技術(shù)212
5.1 fuzzyTECH界面用戶化212
5.1.1 fuzzyTECH軟件界面212
5.1.2 界面用戶化設(shè)置213
5.1.3 視圖方式用戶化設(shè)置217
5.2 使用模糊設(shè)計(jì)向?qū)гO(shè)計(jì)“empty”模糊系統(tǒng)219
5.3 應(yīng)用fuzzyTECH配置模糊系統(tǒng)223
5.3.1 模糊系統(tǒng)常見的結(jié)構(gòu)和對象223
5.3.2 編輯對象224
5.3.3 定義文本對象225
5.3.4 定義語言變量225
5.3.5 定義隸屬度函數(shù)230
5.3.6 定義規(guī)則塊234
5.3.7 模糊規(guī)則公式236
5.4 使用優(yōu)化選項(xiàng)優(yōu)化模糊系統(tǒng)245
5.5 連接fuzzyTECH到其他應(yīng)用249
5.6 基于fuzzyTECH的起重機(jī)模糊控制系統(tǒng)分析250
5.6.1 起重機(jī)模糊控制系統(tǒng)的用戶工具250
5.6.2 起重機(jī)的控制策略252
5.6.3 fuzzyTECH中的起重機(jī)模糊控制系統(tǒng)252
5.6.4 在fuzzyTECH中啟動起重機(jī)模糊控制系統(tǒng)255
5.6.5 fuzzyTECH中的響應(yīng)分析255
5.6.6 模糊控制系統(tǒng)中的語言變量修改260
5.6.7 模糊邏輯規(guī)則的修改263
5.6.8 利用交互式調(diào)試模式進(jìn)行系統(tǒng)測試266
5.7 fuzzyTECH的在線調(diào)試功能268
5.7.1 蒸汽鍋爐鼓輪仿真系統(tǒng)的操作269
5.7.2 蒸汽鍋爐鼓輪仿真系統(tǒng)模糊邏輯控制策略273
5.7.3 fuzzyTECH在線開發(fā)275
5.8 fuzzyTECH文件記錄與校正控制系統(tǒng)280
5.8.1 工程信息280
5.8.2 文檔生成器280
5.8.3 修正控制系統(tǒng)281
習(xí)題283
第6章 基于fuzzyTECH的NeuroFuzzy設(shè)計(jì)技術(shù)284
6.1 從采用數(shù)據(jù)文件產(chǎn)生模糊異或系統(tǒng)285
6.1.1 使用模糊設(shè)計(jì)向?qū)Мa(chǎn)生一個模糊異或系統(tǒng)285
6.1.2 模糊系統(tǒng)的神經(jīng)模糊網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練——對異或系統(tǒng)進(jìn)行訓(xùn)練288
6.2 使用FuzzyCluster聚類294
6.2.1 聚類概念294
6.2.2 訓(xùn)練CLUSTER1.CSV文件295
6.2.3 刪除冗余數(shù)據(jù)299
6.2.4 處理沖突數(shù)據(jù)300
6.2.5 顯示樣本文件302
6.2.6 模糊聚類303
6.3 fuzzyTECH中NeuroFuzzy訓(xùn)練的計(jì)算305
6.3.1 模糊邏輯作為神經(jīng)元305
6.3.2 模糊與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的知識表達(dá)306
6.4 fuzzyTECH中NeuroFuzzy學(xué)習(xí)模糊規(guī)則306
6.4.1 FAM規(guī)則306
6.4.2 訓(xùn)練數(shù)據(jù)307
6.4.3 完成NeuroFuzzy網(wǎng)絡(luò)307
6.5 fuzzyTECH中NeuroFuzzy學(xué)習(xí)模糊化和解模糊化308
6.5.1 隸屬度函數(shù)的訓(xùn)練308
6.5.2 學(xué)習(xí)方法309
6.6 fuzzyTECH中NeuroFuzzy的數(shù)據(jù)聚類310
6.6.1 消除數(shù)據(jù)沖突310
6.6.2 聚類算法310
6.6.3 一致性分析311
習(xí)題312
第7章 fuzzyTECH的應(yīng)用313
7.1 數(shù)據(jù)采集313
7.1.1 系統(tǒng)分析313
7.1.2 記錄樣本數(shù)據(jù)315
7.2 數(shù)據(jù)聚類——C均值聚類317
7.2.1 C均值聚類的算法317
7.2.2 C均值聚類的MATLAB實(shí)現(xiàn)318
7.2.3 待聚類樣本的分類結(jié)果322
7.2.4 結(jié)論323
7.3 數(shù)據(jù)聚類——改進(jìn)C均值聚類325
7.3.1 C均值改進(jìn)算法的思想326
7.3.2 基于取樣思想的改進(jìn)C均值算法327
7.3.3 運(yùn)行結(jié)果330
7.3.4 結(jié)論333
7.4 數(shù)據(jù)聚類——模糊聚類333
7.4.1 模糊聚類應(yīng)用背景333
7.4.2 基于MATLAB的GUI工具的模糊算法構(gòu)建——數(shù)據(jù)模糊化333
7.4.3 基于MATLAB的GUI工具的模糊算法構(gòu)建——FIS實(shí)現(xiàn)337
7.4.4 系統(tǒng)結(jié)果分析340
7.5 數(shù)據(jù)聚類——模糊C均值聚類342
7.5.1 模糊C均值聚類應(yīng)用背景342
7.5.2 模糊C均值算法342
7.5.3 模糊C均值聚類的MATLAB實(shí)現(xiàn)343
7.5.4 模糊C均值聚類結(jié)果分析346
7.6 數(shù)據(jù)聚類——ISODATA算法概述聚類348
7.6.1 ISODATA算法應(yīng)用背景348
7.6.2 用MATLAB實(shí)現(xiàn)ISODATA算法348
7.6.3 聚類結(jié)果353
7.6.4 ISODATA算法總結(jié)353
7.7 系統(tǒng)建立353
7.7.1 建立系統(tǒng)354
7.7.2 學(xué)習(xí)前系統(tǒng)的規(guī)則觀察及先驗(yàn)規(guī)則的添加356
7.8 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)配置及學(xué)習(xí)過程仿真357
7.8.1 輸出變量的設(shè)置358
7.8.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練配置359
7.8.3 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練360
7.8.4 系統(tǒng)的學(xué)習(xí)過程仿真362
7.8.5 學(xué)習(xí)后系統(tǒng)的變化363
7.8.6 系統(tǒng)的優(yōu)化364
7.9 系統(tǒng)的性能調(diào)試、仿真及代碼生成365
7.9.1 系統(tǒng)的性能調(diào)試365
7.9.2 系統(tǒng)的仿真分析367
7.9.3 系統(tǒng)的代碼生成371
7.10 系統(tǒng)的工作過程分析372
7.10.1 確定系統(tǒng)所屬語言值372
7.10.2 確定所用的模糊規(guī)則及系統(tǒng)的輸出372
7.11 系統(tǒng)模糊神經(jīng)模塊的結(jié)構(gòu)及算法分析374
7.11.1 模糊模塊及模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊374
7.11.2 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊376
7.11.3 模糊神經(jīng)算法378
習(xí)題380