国科大智能控制大作业

智能控制导论

姓 名 ******** 学 院 自动化与电气工程学院 专 业 控制科学与工程 班 级 *************** 学 号 ********* 指导老师 ********

二〇一六年六月十八

故障诊断中基于神经网络的特征提取方法研究

摘要：对文章《故障诊断中基于神经网络的特征提取方法研究》进行总结概括，分

析了BP神经网络的优缺点，针对BP神经网络不足,提出了一种新的特征提取方法，即分形维数-免疫克隆选择特征提取算法，并对该算法进行阐述和分析。

关键词：特征提取；BP神经网络；免疫克隆选择算法 1 对附录文章的概括总结

1.1基于神经网络的特征评价

附录文章是以电路检测与故障诊断为背景，提取重要的特征参数，对电路的工作状态进行定量描述。为满足工程需要，附录文章利用神经网络进行特征选择时主要以

1pn特征参数的灵敏度作为其评价指标。学习误差为E=.??(yik

课程名称：数据采集与智能仪器姓 名：学 号：班 级：

《数据采集与智能仪器》课程考核（大作业）

武汉理工大学信息学院

参考书 赵茂泰 《智能仪器原理及应用》（第三版） 电子工业出版社 程德福 《智能仪器》（第二版）机械工业出版社

第1章 概述

本章要求掌握的内容：智能仪器分类、基本结构及特点、智能仪器设计的要点

考试题（10分）

1 智能仪器设计时采用CPLD/FPGA有哪些优点？

第2章 数据采集技术

本章要求掌握的内容：数据采集系统的组成结构、模拟信号调理、A/D转换技术、高速数据采集与传输、D/A转换技术、数据采集系统设计 考试题（30分）

1 设计一个MCS-51单片机控制的程控增益放大器的接口电路。已知输入信号小于10mv,要求当输入信号小于1mv时，增益为1000，而输入信号每增加1mv时，其增益自动减少一倍，直到100mv为止。（15分） 评分标准：正确设计硬件电路图（5分）；正确编写控制程序（5分）；完成仿真调试，实现基本功能（5分）；

2 运用双口RAM或FIFO存储器对教材中图2-22所示的高速数据采集系统进行改造，画出采集系统电路原理图，简述其工作过程。（15分） 评分标准：正确设计硬件电路图（10分

课程名称：数据采集与智能仪器姓 名：学 号：班 级：

《数据采集与智能仪器》课程考核（大作业）

武汉理工大学信息学院

参考书 赵茂泰 《智能仪器原理及应用》（第三版） 电子工业出版社 程德福 《智能仪器》（第二版）机械工业出版社

第1章 概述

本章要求掌握的内容：智能仪器分类、基本结构及特点、智能仪器设计的要点

考试题（10分）

1 智能仪器设计时采用CPLD/FPGA有哪些优点？

第2章 数据采集技术

本章要求掌握的内容：数据采集系统的组成结构、模拟信号调理、A/D转换技术、高速数据采集与传输、D/A转换技术、数据采集系统设计 考试题（30分）

1 设计一个MCS-51单片机控制的程控增益放大器的接口电路。已知输入信号小于10mv,要求当输入信号小于1mv时，增益为1000，而输入信号每增加1mv时，其增益自动减少一倍，直到100mv为止。（15分） 评分标准：正确设计硬件电路图（5分）；正确编写控制程序（5分）；完成仿真调试，实现基本功能（5分）；

2 运用双口RAM或FIFO存储器对教材中图2-22所示的高速数据采集系统进行改造，画出采集系统电路原理图，简述其工作过程。（15分） 评分标准：正确设计硬件电路图（10分

智能控制

第一次作业

指导老师 李俊民

学 院 数学与统计学院

专 业 数学与应用数学

班 级 071011 学 号 07101075 学生姓名

0

作业题目：

假设输入空间X和Y都为[-10，10]，输出空间Z等于[-100，100]。试在X，Y和Z空间中确定五个梯形模糊集合：NB、NS、ZE、PS、PB。假定未知系统转移函数为z=（x2-y2）exp(-|xy|)，写出准确描述系统行为的五条（至少）模糊规则，利用z=（x2-y2）exp(-|xy|)，产生数据流，按模糊推理规则和面积中心法去模糊化，将输入数据对（x,y）映射到输出数据z。画出模糊输出F(x,y)和期望输出z的曲面，计算均方误差, 画出误差曲面。

解答：

一、

五个梯形模糊集合的确定

X中的梯形模糊

智能控制

第一次作业

指导老师 李俊民

学 院 数学与统计学院

专 业 数学与应用数学

班 级 071011 学 号 07101075 学生姓名

0

作业题目：

假设输入空间X和Y都为[-10，10]，输出空间Z等于[-100，100]。试在X，Y和Z空间中确定五个梯形模糊集合：NB、NS、ZE、PS、PB。假定未知系统转移函数为z=（x2-y2）exp(-|xy|)，写出准确描述系统行为的五条（至少）模糊规则，利用z=（x2-y2）exp(-|xy|)，产生数据流，按模糊推理规则和面积中心法去模糊化，将输入数据对（x,y）映射到输出数据z。画出模糊输出F(x,y)和期望输出z的曲面，计算均方误差, 画出误差曲面。

解答：

一、

五个梯形模糊集合的确定

X中的梯形模糊

1． 用有界深度优先搜索方法求解图1所示八数码难题。

2 8 1 2 3 1 6 3 8 4 7 5 4 7 6 5 So Sg

图1 八数码难题

2． 设有3个传教士和3个野人来到河边，打算乘一只船从右岸渡到左岸去。该船的负载能

力为两人。在任何时候，如果野人人数超过传教士人数，那么野人就会把传教士吃掉。他们怎样才能用这条船安全地把所有人都渡过河去?

3．某单位派遣出国人员，有赵、钱、孙三位候选人，经讨论后决定：

（1）三人中至少派遣一人。

（2）如果赵去而钱不去，则一定派孙去。 （3）如果钱去，则一定派孙去。

求证：一定会派孙出国。

设用P(x)表示派x出国，zhao、qian、sun分别表示三人，将已知条件与目标用谓词公式正确的表示出来，并用消解反演进行证明。

4．简述进化编程的机理和基本过程，并以四状态机为例说明进化编程的表示。

5．用基于规则的推理系统证明下述推理的正确性

大学物理

大学物理作业六参考解答一、选择题[ ] 1、下列说法错误的是： (A) 同一时刻距离波源越远的波面相位越落后。 (B) 机械波的传播是动量和能量在介质中的传递。 (C) 一列简谐波上各质点的振动频率等于波的频率。 (D) 一列简谐波上各质点的振动速度大小就等于波的速 度大小。 答案：D

大学物理[ ] 2、平面谐波沿x轴正向传播,t=0时刻的波形如 图6.1所示,则P处质点的振动在t = 0时刻的旋转矢 量图是：y

AO

u

t=0

P图6.1

x

O A

y

O A (B)

y

A O

y

(C)

A O (D)

y

(A)

答案：A

大学物理[ ] 3. 一列机械横波在t时刻的波形曲线如图 6.2所示，则该时刻能量为最大值的媒质质元的

位置是：A . o′, b , d, f . B.a, c, e, g. C . o′, d . D.b, f.o′· o

y

时刻t 的波形 · d a c · · b ·

波速u·e f · g · x

图6.2

答案：B

大学物理[ ] 4. 同一介质中的两相干波源C与D振幅都是A,D的初 相位比C领先 ，若此介质中的P点距D比距C远 ,则 2

八大智能

一、语言智能（Linguistic Intelligence） 活动表现：口语、阅读、写作、讲故事、诗歌

学习技巧：写故事、作笔记、解释与教别人、制订提纲、列清单、用缩写 兴趣爱好：文字游戏、诗歌、讲故事、歌词、朗读

对应专业：文学、社会学、新闻学、教育学、外语、哲学

二、逻辑-数学智能（Logical-Mathematical Intelligence） 活动表现：计算、调查、解决问题、战略、逻辑 学习技巧：提问、分类、解释、分析、比较 兴趣爱好：国际象棋、猜谜、拼图、电脑

对应专业：计算机、经济学、工程学、会计、医学、化学、物理学、统计学 三、空间智能（Spatial Intelligence） 活动表现：地图阅读、艺术设计、工艺、机械

学习技巧：观察、思维导图、视图、彩色笔记、卡通绘画 兴趣爱好：涂鸦、摄影、造型、设计

对应专业：视觉设计、服装设计、建筑、工程、航空、地理、摄影、广告、平面设计 四、身体动觉智能（Bodily-Kinesthetic Intelligence） 活动表现：体育、舞蹈、手工艺、魔术、哑剧模仿 学习技巧：手势、表演、戏剧、做模型 兴趣爱好：摔跤、打球、魔术、杂技、舞蹈 对应专业：戏剧、舞蹈、健身、健

控制工程大作业

题目：用MATLAB绘制G(s)的伯德图和奈奎斯特图并判断系统的稳定性，如果是稳定的则需要求出其在当输入信号等为1(t),t和t2/2时系统的稳态误差。

G(s)?10(s?3)2s(s?2)(s2?2??ns??n)其中2??n?学号的后四位

?n?学号的后两位传递函数：G(s)=10(S+3)／S(S+2)(S*S+√2818S+18*18)

一、波德图和奈氏图

表达式的求解：

clc s=tf('s')

Gk=10*(s+3)/s/(s+2)/(s^2+sqrt(2818)*s+18^2); Gb=feedback(Gk,1)%求闭环函数 G1=Gb*1/s; G2=Gb*1/s^2; G3=Gb*1/s^3; syms s

g1=ilaplace(10*(s+3)/s^2/(s+2)/(s^2+sqrt(2818)*s+18^2)) g2=ilaplace(10*(s+3)/s^3/(s+2)/(s^2+sqrt(2818)*s+18^2)) g3=ilaplace(10*(s+3)/s^4/(s+2)/(s^2+sqrt(2818)*s+18^2))

二、时间响应

⑴输入信

控制工程大作业

题目：用MATLAB绘制G(s)的伯德图和奈奎斯特图并判断系统的稳定性，如果是稳定的则需要求出其在当输入信号等为1(t),t和t2/2时系统的稳态误差。

G(s)?10(s?3)2s(s?2)(s2?2??ns??n)其中2??n?学号的后四位

?n?学号的后两位传递函数：G(s)=10(S+3)／S(S+2)(S*S+√2818S+18*18)

一、波德图和奈氏图

表达式的求解：

clc s=tf('s')

Gk=10*(s+3)/s/(s+2)/(s^2+sqrt(2818)*s+18^2); Gb=feedback(Gk,1)%求闭环函数 G1=Gb*1/s; G2=Gb*1/s^2; G3=Gb*1/s^3; syms s

g1=ilaplace(10*(s+3)/s^2/(s+2)/(s^2+sqrt(2818)*s+18^2)) g2=ilaplace(10*(s+3)/s^3/(s+2)/(s^2+sqrt(2818)*s+18^2)) g3=ilaplace(10*(s+3)/s^4/(s+2)/(s^2+sqrt(2818)*s+18^2))

二、时间响应

⑴输入信