模糊神经和模糊聚类的MATLAB实现.pdf
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1、.邮电学院邮电学院毕毕 业业 设设 计(论计(论 文)文)题目:模糊神经和模糊聚类的 MATLAB 实现院(系):自动化学院专业:智能科学与技术班级:智能 0701 班学生:蔡#导师:王 x职称:副教授起止时间:2011 年 01 月 10 日 至 2011 年 06 月 17 日I/45.II/45.附件毕业设计(论文)诚信声明书毕业设计(论文)诚信声明书本人声明:本人所提交的毕业论文 模糊神经和模糊聚类的 Matlab实现 是本人在指导教师指导下独立研究、写作的成果,论文中所引用他人的文献、数据、图件、资料均已明确标注;对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式注明并表示感
2、。本人完全清楚本声明的法律后果,申请学位论文和资料若有不实之处,本人愿承当相应的法律责任。论文作者签名:时间:年月日指导教师签名:时间:年月日西西 安安 邮邮 电电 学学 院院毕业设计毕业设计(论文论文)任务书任务书学生学生蔡超超蔡超超指导教师指导教师王辉王辉职称职称副教授副教授I/45.院院(系)(系)题目题目任务与要求任务与要求自动化学院自动化学院专业专业智能科学与技术智能科学与技术模糊神经和模糊聚类的模糊神经和模糊聚类的 MatlabMatlab 实现实现神经网络和模糊系统的特性差异较大,但都属于无模型的估计器和非线性动力学系统。若能将两者适当地结合起来,吸取各自的长处,则可组成性能更优
3、的综合系统。本课题旨在代借助 MATLAB 模糊逻辑工具箱所提供的有关模糊逻辑推理的高级应用,完成模糊神经和模糊聚类的MATLAB 实现。此题目应完成以下工作:了解神经网络和模糊系统的基本概念、相关理论和主要应用。熟悉 MATLAB 软件的使用方法与功用。借助 MATLAB 模糊逻辑工具箱的帮助,用神经网络实现模糊系统结构。最后完成毕业论文的撰写。开始日期开始日期20112011 年年 0101 月月 1010完成日期完成日期2006200620112011 年年 0606 月月 2727年年月月日日院(系)主任院(系)主任(签字签字)西西 安安 邮邮 电电 学学 院院毕毕 业业 设设 计计(
4、论文论文)工工 作作 计计 划划 2011 2011年年 3 3月月 14 14日日II/45.学生学生_蔡超超蔡超超 _ _指导教师指导教师_ 王辉王辉_职称职称_副教授副教授_系别系别_ 自动化学院自动化学院_专业专业_智能科学智能科学_题目题目_模糊神经和模糊聚类的 MatLab 实现_工作进程工作进程_起止时间工作内容第 1 周-第 2 周查阅模糊神经和模糊聚类的相关资料,了解 Matlab 软件与其功能。完成开题报告。第 3 周-第 6 周熟悉模糊神经网络理论,掌握并能熟练使用 Matlab 模糊工具箱函数,以与模糊聚类函数。给出初步方案。第 7 周-第 10 周设计并调试编程,分析
5、其优点与不足。准备后期检查。第 11 周-第 13 周第 14 周后期总结,完成论文撰写。准备答辩。主要参考书目()资料)主要参考书目(资料1国勇.智能控制与其 Matlab 实现.:电子工业,2000III/45.主要仪器设备与材料用于计算、编程、打印论文的计算机一台,并安装有相关软件。论文(设计)过程中教师的指导安排每周检查一次,并经常联系,进行答疑辅导。对计划的说明无邮电学院IV/45.毕业设计(论文)开题报告自动化学院自动化学院(系)智能科学与技术(系)智能科学与技术专业 2007 2007级0101班课题名称:模糊神经和模糊聚类的模糊神经和模糊聚类的 MatlabMatlab实现实现
6、学生:蔡超超蔡超超学号:06074020指导教师:王辉王辉报告日期:20062006 年年 0303 月月 2828 日日V/45.1.本课题所涉与的问题与应用现状综述模糊逻辑能模拟人的智能,即能模拟人脑思维的模糊性的特点,可以模仿人的推理来处理常规数学方法难以解决的模糊信息处理问题,使得计算机的应用扩展到更多领域。当将人类求解问题的思维逻辑加以形式化,并将不能表达思维过程中模糊概念的二值逻辑拓展到模糊逻辑时,基于模糊推理的智能模拟就成为智能信息处理技术中主要的方法,即模糊识别与模糊控制。神经网络技术将人脑神经系统结构和功能作为模拟对象,把人的智能归结为脑的高层神经网络活动的结果,认为智能活动
7、是大量简单的神经细胞通过复杂的相互连接形成网络后并行运行的结果,使其更接近人脑的自组织、自学习和感知功能。模糊的长处在于逻辑推理,而神经网络的长处在于其自学习功能,二者结合既能弥补各自不足,又能发挥各自的长处,使其应用更加广泛。VI/45.2 2本课题需要重点研究的关键问题、解决的思路与实现预期目标的可行性分析本课题需要重点研究的关键问题是理解锁相环检测的原理,锁相环对输入信号和反馈信号是如何比较而得出锁相环锁定的,最终完成 2.5G HZ PLL 锁定检测电路的正向设计方案,在此基础上对反向提取的全定制电路进行分析整理,通过重新设计使其在 SMIC 0.18CMOS 模型下通过晶体管级仿真。
8、在研究该问题之前要通过阅读有关 PLL 的书籍和 CMOS 集成电路的设计方法。对锁相环的工作原理有一个清晰的认识。对锁相环的结构要深入到部的每一个晶体管。必须具备模拟电路设计的基本知识,认真复习模拟电路的基本知识,掌握模拟CMOS集成电路设计方法与其基本原理。对 PLL 锁相环结构的认识,要从 PLL 应该分为几大模块,每个模块的功能是什么,每一个模块的部结构是怎样构成的,由几个晶体管构成,都要弄清楚,并提交锁相环工作原理分析报告。最后再进行正向设计方案得制定,以与进行后续的工作.虽然本课题是要设计一个高速的锁相环检测电路,有一定的困难,但从理论分析上看,达到本课题的要完全可能的,随着 VL
9、SI 技术的发展,模拟 IC 的设计技术有了巨大的提高,模拟 IC 的速度可以比数字 IC 的速度提高很多倍,尤其是集成电路朝着深亚微米工艺的发展,集成电路的速度完全可以达到本课题所要完成的 2.5G HZ。从使用的工具上看,完成本课题也是可以的,再完成本课题的过程中使用了 HSPICE 仿真工具和CANDNCE 等 EDA 仿真工具,SUN 工作站,UNIX 操作系统.这些工具和软件的使用,完全可以满足高速 PLL 设计的要求。VII/45.3.完成本课题的工作方案完成本课题要认真复习模拟电路的基本知识,掌握模拟 CMOS 集成电路设计方法与其基本原理。并对 PLL 锁相环的结构有一个清晰的
10、认识.要学习晶体管级电路的设计方法,学习 HSPICE 仿真工具的使用和 CANDNCE 等 EDA 仿真工具的使用,SUN 工作站的使用方法,学习 UNIX 操作系统的基本操作。熟练掌握 MATLAB 的使用,为此制定完成本课题的工作方案如下:第一周:完成知识储备,认真复习模拟 CMOS 集成电路设计方法与其基本理;第二周:掌握 PLL 的工作原理,学习 UNIX 操作系统的基本操作,提交毕业设计开题报告,提交锁定检测工作原理分析报告;第三周:学习 HSPICE 仿真工具的使用和 CANDNCE 等 EDA 仿真工具的使用;第四周:完成 2.5G HZ PLL 锁定检测电路的正向设计方案,提
11、供 2.5G HZ PLL锁定检测电路的正向设计方案报告;第五周:对反向提取的全定制电路进行分析整理;第六周:继续对反向提取的全定制电路进行分析整理;第七周:提供分析整理报告,并进行中期检查;第八周:通过重新设计使其在 SMIC 0.18CMOS 模型下通过晶体管级仿真;第九周:提供 SMIC 0.18CMOS 模型下通过晶体管级仿真报告;第十周:提供 2.5GHz PLL 锁定检测电路晶体管级仿真报告,并提供报告;第十一周:用 Verilog 硬件描述语言编写检测电路原代码,并进行后期检查;第十二周:毕业设计论文;第十三周:完成毕业设计论文;第十四周:完成毕业设计答辩;4 4指导教师审阅意见
12、廖建军同学通过收集和阅读文献资料,了解了 2.5GPLL 锁定检测线路分析实现课题的任务要求研究现状,认识到了课题中的关键技术问题,提出了解决思路,方案可行,计划合理。指导教师指导教师(签字):林 2006 年 03 月 15 日说明:本报告必须由承当毕业论文(设计)课题任务的学生在毕业论文(设计)正式开始的第 1 周周五之前独立撰写完成,并交指导教师审阅。VIII/45.邮电学院毕业设计邮电学院毕业设计(论文论文)成绩评定表成绩评定表学生蔡超超性别 男学号 06074020专业智能 0701 班班级课 题理论研难一类 型究度般课题名称 模糊神经和模糊聚类的MATLAB 实现毕 业 设 计(论
13、文)时 间2011 年年 1 月月 10 日日6 月月 17 17 日日指 导 教 师王辉(职称:副教授)说明书(千字);图纸();课 题 任 务论文(千字);设计、计算完 成 情 况其它(含附件):指导教师意见分项得分:开题调研论证分;课题质量(论文容)分;创新分;论文撰写(规)分;学习态度分;外文翻译 分指导教师审阅成绩:指导教师(签字):年月日阅教师分项得分:选题分;开题调研论证分;课题质量(论文容)分;创新分;论文撰写(规)分;外文翻译分意评阅成绩:评阅教师(签字):年月日评见验收见小组分项得分:准备情况分;毕业设计(论文)质量分;(操作)回答以下问题分意验收成绩:验收教师(组长)(签
14、字):年月日IX/45.答辩小组意见分项得分:准备情况分;述情况分;回答以下问题分;仪表分答辩成绩:答辩小组组长(签字):年月日成绩计算方法(填写本院系实用比例)指导教师成绩指导教师成绩 20()评阅成绩评阅成绩 30()验收成绩验收成绩 30()答辩成绩答辩成绩 20()指导教师成绩指导教师成绩 92评阅成绩评阅成绩 90验收成绩验收成绩 92学生实得成绩(百分制)答辩成绩答辩成绩 90总评总评 91答辩委员会意见毕业论文(设计)总评成绩(等级):院(系)答辩委员会主任(签字):院(系)签章)年月日X/45.备注邮电学院毕业论文(设计)成绩评定表(续表)XI/45.目 录1 引言.892 神
15、经网络与模糊系统理论基础.902.1 神经网络理论基础.902.1.1 人工神经网络简介.902.1.2 人工神经网络发展历史.902.1.2人工神经元模型.9122 误差逆传播算法.错错误误!未定义书签。未定义书签。2.1 模糊系统理论基础.973.2.3 接口时序.错错误误!未定义书签。未定义书签。3.3 顶层设计方案.错错误误!未定义书签。未定义书签。3.3.1 模块划分.错错误误!未定义书签。未定义书签。3.3.2 clkA计数器模块 .错错误误!未定义书签。未定义书签。3.3.3 clkB计数器模块 .错错误误!未定义书签。未定义书签。a 功能.错错误误!未定义书签。未定义书签。b
16、接口说明.错错误误!未定义书签。未定义书签。c 时序说明.错错误误!未定义书签。未定义书签。3.3.4 同或比较模块.错错误误!未定义书签。未定义书签。a 功能.错错误误!未定义书签。未定义书签。b 接口说明.错错误误!未定义书签。未定义书签。c 时序说明.错错误误!未定义书签。未定义书签。3.4 验证与测试.错错误误!未定义书签。未定义书签。4 2.5G Hz PLL 锁定检测电路反向提取分析.错错误误!未定义书签。未定义书签。4.1 锁定检测电路外部引脚.错错误误!未定义书签。未定义书签。4.1.1 锁定检测电路图.错错误误!未定义书签。未定义书签。4.1.2 输入引脚.错错误误!未定义书
17、签。未定义书签。4.1.3 输出引脚.错错误误!未定义书签。未定义书签。4.2 锁定检测电路部结构.错错误误!未定义书签。未定义书签。4.2.1 触发器.错错误误!未定义书签。未定义书签。4.2.2 异或门.错错误误!未定义书签。未定义书签。4.2.3 反向器.错错误误!未定义书签。未定义书签。4.2.4 与非门.错错误误!未定义书签。未定义书签。4.2.5 或非门.错错误误!未定义书签。未定义书签。84/45.4.3 锁定检测电路的实现.错错误误!未定义书签。未定义书签。4.3.1 计数器.错错误误!未定义书签。未定义书签。4.3.2 比较模块.错错误误!未定义书签。未定义书签。4.3.3
18、控制模块.错错误误!未定义书签。未定义书签。4.4 反向提取的锁定检测电路图.错错误误!未定义书签。未定义书签。5 2.5GHz PLL 锁定检测电路 SMIC0.18 工艺下重新设计错误错误!未定义书签。未定义书签。5.1 反相器设计.错错误误!未定义书签。未定义书签。5.2 D 触发器设计.错错误误!未定义书签。未定义书签。5.2.1 传输门设计.错错误误!未定义书签。未定义书签。5.2.2与非门的设计.错错误误!未定义书签。未定义书签。5.3 计数器设计.错错误误!未定义书签。未定义书签。5.4 十八输入或非门设计.错错误误!未定义书签。未定义书签。5.4.1 十八输入或非门的特点.错错
19、误误!未定义书签。未定义书签。5.4.2 十八输入或非门设计的困难.错错误误!未定义书签。未定义书签。5.4.3 十八输入或非门的重新设计.错错误误!未定义书签。未定义书签。5.5 与非门设计.错错误误!未定义书签。未定义书签。5.6 时钟设计.错错误误!未定义书签。未定义书签。5.7 锁定检测电路设计小结.错错误误!未定义书签。未定义书签。6 2.5G Hz PLL 锁定检测电路 HSPICE 下晶体管级仿真错误错误!未定义书签。未定义书签。6.1 触发器模块仿真测试.错错误误!未定义书签。未定义书签。6.2 异或门仿真测试.错错误误!未定义书签。未定义书签。6.3 十八输入或非门仿真测试.
20、错错误误!未定义书签。未定义书签。6.4 与非门仿真测试.错错误误!未定义书签。未定义书签。6.5 锁定检测电路整体仿真测试.错错误误!未定义书签。未定义书签。7 2.5G Hz PLL 锁定检测电路 verilogHDL 语言描述错错误误!未定义书签。未定义书签。7.1 基本模块的描述.错错误误!未定义书签。未定义书签。7.1.1 D触发器描述.错错误误!未定义书签。未定义书签。7.1.2 计数器描述.错错误误!未定义书签。未定义书签。7.1.3 十八输入或非门描述.错错误误!未定义书签。未定义书签。7.1.4 两输入与非门描述.错错误误!未定义书签。未定义书签。7.1.5 三输入与非门描述
21、.错错误误!未定义书签。未定义书签。7.1.6 四输入与非门描述.错错误误!未定义书签。未定义书签。7.2 锁定检测电路的整体描述.错错误误!未定义书签。未定义书签。7.2.1 整体电路描述.错错误误!未定义书签。未定义书签。85/45.7.2.2 锁定检测电路VerilogHDL 下仿真时序 .错错误误!未定义书签。未定义书签。8 结论.114致.1144 贵灿.模拟 CMOS 集成电路设计.交通大学.2001,432-470.1151D 触发器描述.错错误误!未定义书签。未定义书签。2 计数器描述.错错误误!未定义书签。未定义书签。3 十八输入或非门描述.错错误误!未定义书签。未定义书签。
22、5 三输入与非门描述.错错误误!未定义书签。未定义书签。6 四输入与非门描述.错错误误!未定义书签。未定义书签。7 17 输入 17 输出对应位异或门描述.错错误误!未定义书签。未定义书签。8 锁定检测电路的整体描述.错错误误!未定义书签。未定义书签。86/45.摘摘要要神经网络和模糊系统均属于无模型的估计器和非线性动力学系统,也是一种处理不确定性、非线性的有力工具。但两者之间的特性却存在很大的差异。模糊系统中知识的抽取和表达比较方便,它比较适合于表达那些模糊或定性的知识,但是缺乏自学习和自适应能力。而神经网络则可直接从样本中进行有效的学习,它具有并行计算、并行式信息存储、容错能力强以与具备自
23、适应学习功能等一系列优点。但一般来说,神经网络不适于表达基于规则的知识。总的来说,神经网络适合于处理非结构化信息,而模糊系统对处理结构化的知识更为有效。所以,若能将模糊逻辑与神经网络适当地结合起来,吸取两者的长处,则可组成比单独的神经网络系统或单独的模糊系统性能更好的系统。本课题首要介绍了神经网络和模糊神经网络的基本理论、算法模型、网络结构和程序实现方法,然后阐述了利用 MATLAB 实现模糊神经网络的基本思想。关键词:神经网络 模糊系统 模糊神经网络 Matlab 模糊逻辑工具箱87/45.AbstractAbstractNeural network and fuzzy system all
24、 belong to without-model estimator andnonlinear dynamic system,who is also a kind of deal with uncertainty,nonlinear of emollient tool.But the characteristics between them have greatdifference.Fuzzy system knowledge abstraction and expression is moreconvenient and it is suitable for express those fu
25、zzy or qualitative knowledge,but lack of self-learning and adaptive ability.And neural network can bedirectly from the samples for effective learning,it has a parallel computing,parallel type information storage,fault tolerant ability and have adaptivelearning function and so on a series of advantag
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