用matlab设计一个径向基神经网络,输入为X1、X2,输出为X3,逼近xlsx文件输入的数据。要求:(1)画出该网络结构(包括层数,节点数等信息);(2)列出每个隐节点的径向基函数公式和输出层的权值矩阵;(3)画出该网络的拟合曲线;(4)任取一个样本点,核验该网络的准确性。
时间: 2024-10-07 16:01:24 浏览: 73
在MATLAB中设计一个径向基神经网络(RBFNN)来逼近给定的X1、X2数据并预测X3值,我们可以按照以下步骤操作:
1. **设置网络结构**:
- 层次结构通常包括输入层、隐藏层(包含径向基函数节点)和输出层。
- 假设我们选择5个RBF节点作为隐藏层,并假设输入特征的数量也是2,那么网络结构可以表示为:2输入节点 -> 5 RBF节点 -> 1 输出节点。
2. **径向基函数公式**:
对于每个隐藏节点i,径向基函数通常采用高斯函数形式:
```
rbf_i(x) = exp(-gamma * ||x - c_i||^2)
```
其中,`x`是输入向量,`c_i`是第i个中心点(可以由训练数据计算得到),`gamma`是一个超参数控制邻域内的权重衰减。
3. **权重矩阵**:
- 输入到隐藏层的权重矩阵W_hidden是固定的,由RBF节点的中心点位置确定,由于是高斯函数,权重为负无穷或正无穷的概率极低。
- 隐藏层到输出层的权重矩阵W_output,我们需要通过训练数据学习。对于单个节点j,其权重wij是对应RBF节点和输出节点之间的连接权重。
4. **模型训练**:
使用`trainbr`函数进行训练,提供训练数据集和目标值,它会自动调整W_output以最小化误差。
5. **绘制拟合曲线**:
可以使用`plotyy`函数分别绘制输入变量(X1, X2)和输出变量(X3)的关系,以及网络的实际预测结果。
6. **验证准确性**:
- 取测试集的一个样本(x_test, y_test),将其送入网络进行预测(y_pred)。
- 计算误差(e = |y_test - y_pred|),若误差较小,则说明网络对新样本的预测准确。
以下是简单的伪代码示例:
```matlab
% 加载数据
data = readtable('your_data.xlsx'); % 替换为实际文件名
% 初始化网络参数
num_nodes_hidden = 5; % 隐藏层节点数
input_dim = size(data, 2) - 1; % 减去最后一列的目标值
output_dim = 1;
% 网络结构设置
net = fitrbr(input_dim, num_nodes_hidden, output_dim);
% 训练网络
[net, ~] = train(net, data(:, 1:end-1), data(:, end));
% 绘制网络结构图
drawNetwork(net)
% 拟合曲线
plotyy(data.X1, data.X3, net.Y, 'PlotType', 'both')
% 验证样本
test_point = [x1_value, x2_value]; % 替换为测试样本
predicted_y = predict(net, test_point);
error = abs(predicted_y - actual_y); % 替换为测试点的真实Y值
% 打印误差
disp(['Error at sample point: ', num2str(error)])
```
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