MATLAB实现1、用多层前向网络的BP算法拟合下列函数 要求:1)设计网络结构,给出层数、各层神经元数; 2)获取两组数据,一组作为训练集,一组作为测试集; 3)用训练集训练网络,训练目标误差为10^(-4),并显示训练误差曲线; 4)用测试集检验训练结果,给出测试集样本的平均拟合误差(测试样本集上网络预测值与真实值之差的绝对值的平均值),并在同一坐标系下显示原始曲线、训练样本、测试样本和网络拟合结果。
时间: 2024-03-01 21:55:07 浏览: 55
这是一个比较复杂的问题,需要一定的代码实现和数据处理。这里给出一个简单的实现思路,希望能对你有所帮助。
首先,我们需要设计一个多层前向网络的结构,可以使用MATLAB自带的神经网络工具箱中的函数来实现。在这里,我们可以使用 feedforwardnet 函数来创建一个前向神经网络,并指定网络的层数和每层神经元的数量。例如,我们可以创建一个包含两个隐藏层,每层有10个神经元的网络,代码如下:
```matlab
net = feedforwardnet([10 10]);
```
接下来,我们需要准备训练数据和测试数据。可以使用 MATLAB 自带的数据集或者自己制作数据集。为了方便起见,这里我们制作一个简单的数据集。我们生成一个 x 值范围在 0 到 1 之间的向量,然后计算对应的 y 值。在这里,我们使用一个简单的函数 y=sin(2*pi*x) 来生成数据。然后,我们随机选择一部分数据作为训练数据,另外一部分数据作为测试数据。代码如下:
```matlab
x = linspace(0, 1, 100);
y = sin(2*pi*x);
trainIdx = randperm(100, 80);
testIdx = setdiff(1:100, trainIdx);
trainX = x(trainIdx);
trainY = y(trainIdx);
testX = x(testIdx);
testY = y(testIdx);
```
现在,我们可以开始训练网络了。我们可以使用 train 函数来训练网络,并指定训练目标误差。同时,我们可以使用 plot 函数来绘制训练误差曲线。代码如下:
```matlab
net = train(net, trainX, trainY);
view(net);
trainYhat = net(trainX);
trainError = gsubtract(trainY, trainYhat);
trainPerf = perform(net, trainY, trainYhat);
fprintf('Training Error: %.4f\n', trainPerf);
figure;
plot(trainError);
xlabel('Sample');
ylabel('Error');
title('Training Error');
```
最后,我们可以使用测试数据来检验网络的拟合效果,并计算测试误差。我们可以使用 sim 函数来计算网络的输出,并使用 plot 函数将原始曲线、训练样本、测试样本和网络拟合结果绘制在同一坐标系下。代码如下:
```matlab
testYhat = net(testX);
testError = gsubtract(testY, testYhat);
testPerf = mean(abs(testError));
fprintf('Testing Error: %.4f\n', testPerf);
figure;
plot(x, y, 'k-');
hold on;
plot(trainX, trainY, 'ro');
plot(testX, testY, 'bo');
plot(x, net(x), 'r-');
legend('Original', 'Training', 'Testing', 'Fitting');
title(sprintf('Testing Error: %.4f', testPerf));
```
这样,我们就完成了用多层前向网络的BP算法拟合函数的实现。当然,这只是一个简单的实现,实际操作中需要更加细致和复杂的处理。
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