Лабораторная работа 1

Аппроксимация функции с использованием нейронных сетей

Задание: В среде MATLAB необходимо построить и обучить нейронную сеть для аппроксимации таблично заданной функции  y_i = f (x_i ), i = 1,20 .

Разработать программу, которая реализует нейросетевой алгоритм аппроксимации и выводит результаты аппроксимации в виде графиков. Варианты задания представлен в табл. 1.1.

Варианты заданий

Значения x_i = i ´ 0.1, i = 1,20 , одинаковые для всех вариантов

Таблица 1.1

Лабораторная работа 2

Использование инструмента NNTool для построения нейронной сети

Задание: Используя NNTool построить нейронную сеть; подать в качестве входных данных xi , в качестве целевых данных y_i , i = 1, n ; обучить нейронную сеть; получить значение выхода обученной сети от x_n+1 .

Лабораторная работа 3

Кластеризация с помощью нейронных сетей

Задание: используя встроенные функции пакета нейронных сетей математической среды MATLAB решить выбранную задачу кластеризации, а также рассмотреть использование самоорганизующихся карт.

Лабораторная работа 4

Рекуррентные нейронные сети Хопфилда и Хэмминга

Задание: Используя встроенные функции пакета нейронных сетей математической среды MATLAB рассмотреть использование рекуррентной нейронной сети Хопфилда на примере решения задачи ассоциативной памяти.

Лабораторная работа 5

Нейронные сети радиально-базисных функций. Вероятностные сети

Задание: Используя встроенные функции пакета нейронных сетей математической среды MATLAB рассмотреть использование нейронных сетей радиально-базисных функций и вероятностные сети.

Лабораторная работа 6

Аппроксимация функции одной переменной с использованием нечеткой системы

Задание: Необходимо построить с помощью интерфейсной программы пакета нечеткой логики программной среды MATLAB нечеткую систему, необходимую для аппроксимации табличной функции y_i = f (x_i ) , i = 1,10. Варианты задания представлены в табл. 6.1.

Варианты заданий

Значения x_i = i ´ 0.1, i = 1,10 , одинаковы для всех вариантов

Таблица 6.1

Лабораторная работа 7

Построение элементарной нечеткой экспертной системы

Задание: Построить элементарную нечеткую экспертную систему с помощью интерфейсной программы пакета нечеткой логики программной среды MATLAB.

Примеры задач для рассмотрения

1. Какую заработную плату выплачивать новому сотруднику? Данная задача описывается следующими предложениями:

· Если образование высшее или стаж большой, то заработная плата высокая.

· Если образование средне-техническое или стаж имеется, но не большой, то заработная плата средняя.

· Если образование среднее или стаж маленький, то заработная плата низкая.

Образование оценивается по 10 бальной шкале (0 – среднее, 5 – среднетехническое, 10 – высшее). Стаж также оценивается по 10 бальной шкале (0 – маленький, 10 – большой).

2. Сколько бракованной продукции будет при данном оборудовании и сырье? Данная задача описывается следующими предложениями:

· Если оборудование современное, надежное и сырье качественное, то процент брака низкий.

· Если сырье среднего качества или оборудование изношенное, то процент брака средний.

· Если сырье низкого качества или оборудование практически не работоспособно, то процент брака высокий.

Производительность оборудования оценивается по 10 бальной шкале (0 – оборудование не работоспособно, 10 – надежное). Сырье также оценивается по 10 бальной шкале (0 – низкое качество, 10 – высокое). 5% считается низким процентом брака, 15% – средним, 25% – высоким.

3. Какого рода повреждения принесет танку попадание противотанкового снаряда? Предположим, что обстрел ведется с расстояния в 1000 метров 125 мм снарядами. Данная задача описывается следующими предложениями:

· Если броня «тонкая» и танк без «активных» систем защиты, то считаем, что снаряд пробил броню.

· Если броня «средняя» и танк имеет «умеренную» систему защиты, то считаем повреждение кондиционное.

· Если броня «толстая» и танк имеет «активную» систему защиты, то считаем повреждения минимальными.

4. Какую сумму премиальных заплатить продавцу-консультанту магазина бытовых вещей? Премиальные будут зависеть от двух параметров: суммы выручки и отзывов о работе со стороны покупателей, т.е. уровня обслуживания. Данная задача описывается следующими предложениями:

· Если обслуживание плохое и выручка маленькая, то премиальные маленькие.

· Если обслуживание хорошее и выручка составляет достаточную сумму, то премиальные средние.

· Если обслуживание наилучшего качества и сумма выручки более, чем достаточна, то премиальные высокие.

Качество обслуживания и сумма выручки оцениваются по 10 бальной системе (0 – наихудшая оценка, 10 – наилучшая). Наименьшие премиальные составляют 5% от тарифной сетки, средние – 15%, высокие – 25%.

5. Какую заработную плату получит сдельщик в зависимости от объема выполненной им работы и его посещаемости? Данная задача описывается следующими предложениями:

· Если сдельщик выполнил маленький объем работ и имеет пропуски, то он получит маленькую заработную плату.

· Если сдельщик выполнил заданный ему объем работ, то он получит нормальную заработную плату.

· Если сдельщик перевыполнил заданный ему объем и не имеет пропусков, то он получит нормальную заработную плату + премия.

Уровень выполненной работы оценивается по 10 бальной системе (0 –

наихудший, 10 – наилучший).

6. Какую оценку поставить студенту за выполнение и защиту лабораторной работы? Данная задача описывается следующими предложениями:

· Если ответы на вопросы по лабораторной работе нечеткие, не аргументированные (т.е. плохие) или задание выполнено с большими недочетами, то оценка удовлетворительная.

· Если ответы на вопросы по лабораторной работе совершенно не верны и задание выполнено неправильно, то оценка не удовлетворительная.

· Если ответы на вопросы удовлетворительные и задание выполнено с малыми недочетами, то оценка удовлетворительная.

· Если ответы на вопросы хорошие и задание выполнено с малыми недочетами, то оценка «хорошо».

· Если ответы логичные и четкие (т.е. отличные) и задание выполнено без недочетов, то оценка «отлично».

Количество ответов и выполнение задания будем оценивать по 5-ти бальной системе (0 – наихудшая оценка, 5 – наилучшая). Оценка будет выставляться в интервале от 2 до 5.

7. Какую сумму кредита банку выдать подавшему заявку в зависимости от уровня его заработной платы и его долгам по другим кредитам? Предположим, что в банк поступила заявка с просьбой выдать кредит в размере 500 тысяч рублей. Данная задача описывается следующими предложениями:

· Если уровень заработной платы высокий и нет долгов по другим кредитам, то выдать запрошенную сумму кредита.

· Если уровень заработной платы средний и имеются долги по другим кредитам, то отказать в выдаче кредита.

· Если уровень заработной платы маленький, то отказать в выдаче кредита.

· Если уровень заработной платы высокий и имеются долги по другим кредитам, то выдать кредит с ограничениями.

· Если уровень заработной платы средний и не имеются долги по другим кредитам, то выдать кредит с ограничениями в сумме.

Высокий уровень заработной платы: свыше 25–30 тысяч рублей, средний – 10–25 тысяч рублей, низкий – меньше 10 тысяч рублей.

8. Какие дивиденды получит владелец обыкновенных акций акционерного общества? Данная задача описывается следующими предложениями:

· Если акционерное общество получило большую чистую прибыль и акционер владеет акциями длительное время, то акционер получит большие дивиденды.

· Если акционерное общество получило приличную чистую прибыль, то акционер получит средний размер дивидендов.

· Если акционерное общество получило чистую прибыль близкую к нулю, то акционер получит маленькие дивиденды.

· Если акционер владеет акциями короткое время, то акционер не получит дивиденды.

Размер чистой прибыли акционерного общества будет оценивать по 10-бальной системе (0 – размер чистой прибыли близок к нулю, 10 – наилучший размер чистой прибыли). Срок владения акциями, при котором акционер может рассчитывать на получение дивидендов, составляет не меньше 1 года.

9. Какую скидку предоставить клиенту в магазине бытовой техники? Данная задача описывается следующими предложениями:

· Если покупатель является VIP-клиентом и сумма покупки большая, то скидка большая.

· Если сумма покупки маленькая и покупатель не является VIP-клиентом, то скидка маленькая.

· Если сумма покупки приличная, то скидка нормальная.

Сумма покупки оценивается по 10-бальной системе (0 – сумма покупки минимальная, 10 – сумма покупки достаточная для предоставления максимальной скидки).

10. Сколько официанту в ресторане дать на чай? Данная задача описывается следующими предложениями:

· Если обслуживание плохое и еда подгоревшая, то чаевые маленькие.

· Если обслуживание хорошее, то чаевые средние.

· Если обслуживание отличное и еда превосходная, то чаевые щедрые. Качество обслуживания и еды оценивается по 10-бальной системе (0 – наихудшая оценка, 10 – наилучшая). Маленькие чаевые составляют 5% от стоимости обеда, средние – 15%, а щедрые – 25%.

Лабораторная работа 8

Кластеризация с помощью алгоритма нечетких центров

Задание: Найти центры кластеров, используя алгоритм нечетких центров с помощью программы Clustering (Кластеризация), входящий в пакет Fuzzy Logic Toolbox математической среды MATLAB.

Лабораторная работа 9

Программирование нечеткой системы в среде MATLAB с использованием встроенных функций

Задание: Необходимо запрограммировать нечеткую систему, необходимую для аппроксимации табличной функции y_i = f (x_i ) , i = 1,10 . Варианты задания представлены в табл. 9.1.

Варианты заданий

Значения x_i = i ´ 0.1, i = 1,10 , одинаковы для всех вариантов

Таблица 9.1

Лабораторная работа № 10

Построение нейронечеткой модели с помощью ANFIS-редактора

Задание: Используя ANFIS-редактор построить нейронечеткую систему типа Сугено из экспериментальных данных.