陈继光《Matlab与自适应神经网络模糊推理系统》.pdf
陈继光《Matlab与自适应神经网络模糊推理系统》电子书录3.27将号矩阵的综合运算指令··3.28符号短阵的分解运算·····3.2.9符号矩阵的微积分求解··,,,··,。,,,·753.2.10符号矩阵线性方程组的解。····763.2.11符号矩阵代数方程组的解·:·············。。。··773.2.12符号徽分方程组的求解··793.213符号计算中状得指定精度数值解。·,·第4章数据和函数的图形处··········。·834]数据和函数图形化的一般方法4,1.1高散型数据和函数的图形表示,,····。,41.2连续函数的图形表示···,·*·····841.3数据图形表示的一般步巢:··.·.:·。··::844.2二维图形绘制·.···:·854.2.1plot指今的形式···:·;·422图形色彩、线型和数据点形参数的选择4.2.3坐标刻划和格网控制·。·。··874.24图形注释操作。。,:·····。。:··,·,··884.2.5重叠绘图■■會■命4.2.6双纵坐标绘图·。··A2.7多子图—列··4··44,2,8交互式图形指令·43二维图形绘制·:·········。‘······934.!二维图形绘图的数据准备b■■■●4.3.2三维图形网线图、曲面图基本指令格式。···。,,,。。·。。,,··944.3.3三维图形的色彩设定·43.4三维图形的透视处理964.3.5三维图形上的标志设定··4,36三维图形的镂空和裁切····:······。。·。。。。4.4函效绘图的商掩指令··。······。············。·945图形的实时动志操作■會■曾冒曾■■曾■■曾■■冒■■■4,6工程观测数据分析绘图····"*.··:·103第5章MLAB程序设计·,········。···········10551 HAELAB程序设计方法5.3.1贴TLAB程序的文件编粗方式········105录5.1.2m文件的两种格式····:·10752 HATLAB程序中的参数和变量··:,*·········。··1105.2.1 CATLAB系统参数1052.2 MATLAB系统变量·1115.3硎 ATLAB程序结构·,。···:112531版序结构·。····:··········。。·。。···1125.3.2循环结构。·,。··。,····“·。·。“······1136.33分支结构5,4程序流棹制話句······。4165.4.1ec0指令5,4,2impu-, vesirput指令····■····■····音3 pause指令1I75.4.4 keyboard指令····;1174,5brea指令5,5函数调用和参氮饭递·■■·····l195.5.1函数调用L195.5.2数传递56 MATLA数据的存取操作·1225,6,1MTLB数据的输入输出方式5,2用ope:,fre、 fsr f函数指令完成数据的读取:.···:·:·12356.3sae和load函数指令的使用12356.4矩昨数据的内存浏览器查掏第6章摸糊逻辑工具箱工作原理及其应用1z66.上模集合和模糊逻辑关系·······■·自曹着■1266.1.1模糊集合与就属度函数表示。。··1266.12隶屙度数形式296.1,3模糊逻辑概念·····6.l,4模糊摊理计算“·······‘··。·。。··。。。。。。:·1416,2模糊逻辑运算的图形界面工具及使用1426.2.1模糊推理系统編辑器及其应用···,·。·······,···143622隶属度函数编辑器及其应用········。,··。“····14562,3模糊规编辑器及其应用···476.24模拗规划浏览器及其应用。。····1496,2,5模糊推理系统输入、输出曲而图·.·····4····1496.3 MATLAB系统模逻辑运算的程序编写罩6.3I模糊逻辑推理系统的建立·····。··:···;··,····:152录6.32输入变量就属度函数选择·····,,“·,,,,,“,·152633输出变量就属度函数选择■■▲1546.3.4模糊规则定义···:········,:·······:···1546.3.5程序运行科函数指令介網········;···········1556.4自适应网络模糊推理系统ANF1概述。·1616.5自适应网络模糊推理系统编辑器的图形界面及其使用···········*1626,5.l自适应网络模推理系统编料器的图形界面65.2自适应网络模糊推理系统编辑器使用示例··:··1696.6自适应网绌模糊攉理系统的程序运算····*·17566数据文件连接和数据类型定义,····。:·1776.6.2调用函数指令由训综数据生成初始自适应网络模糊推理系统模型786.6.3运用训练数据进行系统模型优化训练s··■即咖鲁幽866.4模型预测值计算和预测数据曲线图b1826.6.5预测误差计算和预测误差线···。····,。····。···1836.6.6模型结杓误差分析计算。··········。。·······“···1846.7白适应网络模糊推理系统工程应用示例一流观测数据预测·。。··。··1856.7.1最住延迟叶间间隔和世入维数选取的预测误差最小法········18667.2模型分析::愚啬鲁鲁申鲁·咖鲁即·●·鲁·■■l8567.3应用举例··-·············.····1876.7.1结论·····188MATLAB与自适应神经网络模蝴推理系統第1章 MATLAB系统的基础准备1.1 MATLAB系统的运行环境1.1. HATLAB系统的运行环境概述照 ATLAB可以运行在 Microsoft windows、Lnix、 Macintosh3种操作系统平台,般要求16以上内存,系统所需占用的硬盘空间托系统安装时有提示要求,且需留有足够的空间作为虚拟内存。运行 MATLAB HELP DESK需要安装 Microsoft interneExplorer40以上版本;查看PF格式的说明文挡;需要安装 Adobe Reader;如需运行 MATLAB AOTE BOOK,需安装 Microsoft word7.0以上版本:在装有 FORTEAN利visua1C¨编译器时,硎TLAB还可以与 FCRTRAN和 Visual c¨混合编程。.1.2 MATLAB系统运行的硬廾环境表1-1 MAELAB系统运行的硬件环境设备MATLAB 3. XMATLAB 4.xmAtLAB 5.5最小配量386最小配置PEm1um75建议配置Pu建议配置586建议配置 Pentium133| Fent ium133上最小配置1娴最小配置4MB最小配置8MBRAFF建议配童4恥建戏配置8B建议配64B最小配置1.2MB|最小配32B最小配置6AB硬盘空间建议配置32MB建议配置68建议配4G最小露置vcs最小配置6s最小配置图形卡建议配置GS建议院置SGS建议配貿操作系统Ds2.0Windows 3.xindos 981.2 MATLAB的启动完成 MATLAE5X的软件安装后,MTLA图标会自动出现在 Windows桌画中,如图1-1所示:操作时,光标选中MTAB图标,双击左键,确认希望运行MTAB程序,屏幕弹出图1-2 MATLAR工作窗口。笫1章 MATLAB系统的基础准备连接到Internet网上邻居MATLAB 5.3AerobatReader 4.0Ef图1-1 Windows桌面出现 MATLAB图标MAILAS CoN程1lreget started, type one of these: helpwin, helpdesk, or demoproductinformaTionvisitwww.nathworks.comI MATLAB Command Window图1-2 MATLAB工作窗口及顶部菜单命令MATLAB工作窗口是标准的 Windows工作界面,操作者可以利用窗口顶部的下拉菜单选项实现工作窗口内容的各种操作,同时工作窗口还是显示执行效果信息的区域。窗口顶部菜单项包括:File、Edit、View、 Window和Help,可以执行文件的打开、保存、编辑、显示等操作;图1-3是 MATLAB工作窗口中File项下拉菜单内容,其中标有三角形标记的选项可以拉出下一级子指令,图1-4是选择New拉出的三项子指令MATLAB与自适应神经网络模糊推理系统HATLAB Comm and Windonrat se戏M时图1-3 MATLAB工作窗口中File项下拉菜单内容1.2.1File一基本文件操作New建立新的M文件、图形文件或 Simul inkmk模块Open打开文件Open selected打开指令窗口指定的M文件Run Script运行工作窗口内的文件内容Load Workspace与MAT文件连接Save Workspace As将工作窗口内容存入指定MAT文件Show Workspace显示MT文件内容Show Graphics Property Editor图形文件属性编辑Show GUI Layout Tool图形用户界面工具Set path设置 MATLAB工作路径Preferences参数选择第1章 MATLAB系統的基础准备Print Setup打印设置Print打印工作窗口内容Print selection打印选择的内容Exit MATLAB退出 MATLAB,释放占用的内存空间1.2.2Edit一编辑操作noo操作回退剪切C复制Clear清除内存中的变量和函数Sclect all全选Clear session清除窗口显示内容,但不清除内存中的变量和函数1.2.3View一视窗管理loBar选择是否在工作窗口显示工具拦1.2.4 Window一窗口管理0 MATLAB Command Window没有图形文件情况下,下拉菜单中只存在一个 MATLAB工作窗口选项,建立图形文件后,菜单中出现相应图形文件选项1.2.5Help一帮助选项Help window帮助窗口,显示帮助信息Help tips帮助提示,按窗口提示选择帮助信息Help desk(HTML)在窗口内输入问题关键字,读取田ML文件,寻求帮助信息Examples and Demos范例演示About matlaB关于 MATLABMATLAB Command Window图1-4选择New拉出的三项子命令MATLAB与自适应神经网络模糊推理系统51.3 Command Window显示方式设置和操作MATLAB工作窗口是系统运行内容显示的主要窗口,熟悉工作窗口的各种操作方式和显示效果将更有利于 MATLAB系统的应用,本节将进一步对工作窗口的显示方式设置、常用操作指令、简化编辑方式等内容进行介绍。1.3.1工作窗口显示方式设置使用 MATLAB工作窗口时可根据用户的需要对工作窗口的字体风格、尺寸、颜色及数值计算结果显示格式进行定义设置。图1-5为点击工作窗口顶部文件菜单下拉选项preferances后屏幕弹出的工作窗口的字体风格、尺寸、颜色设置窗口,操作者可在窗口中根据需要完成各项日设置,完成设置后点击确定确认选择。该设置将长期保存即设置不会因工作窗口关闭而改变,如需变更设置内容,用户需对更改项进行重新设置Tetet区TG·ndIr GDIhiteRaBuYyZz图1-5工作窗口选项 preferances后屏幕弹出的工作窗口的字体风格、尺寸、颜色设置窗口工作窗口数值显示格式的设置通过表1-2数据显示格式控制指令完成,数值显示格式的设置与工作窗口字体等设置不同,这种设置仅适时有效,即一旦工作窗口关闭数值显示格式设置失效,系统恢复原默认设置。表1-2数据显示格式控制指令控制指令格式控制指令格式含义1format short小数点后4位有效,大于1000的实数
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MIKE21教程
不错的MIKE21中文教程，主要介绍MIKE21水动力模块方面的内容Www.Zlvo.Com42.7风场( Wind forcing)···;;;·36注意:42.8冰盖( ce coverage)4.2.9引潮势( Tidal potential)42.10降水-蒸发( Precipitation- Evaporation)….4142.1波浪辐射应力( Wave radiation)424212源( Sources4342.13水工结构物( Structures)454.2.14初始条件( nitial conditions)42.15边界条件( Boundary conditions)6142.16温度/盐度模块(Tcmpcraturc/Salinity Module)6742.17湍流模块( Turbulence module)42.8解耜( Decoupling)….…6742.9输出( Outputs)…特别说明:本手册部分内容来源于网络。Www.Zlvo.Com第一章模型介绍11简介MIKE21是一个专业的工程软件包,用于模拟河流、湖泊、河口、海湾、海岸及海洋的水流、波浪、泥沙及环境。MIKE21为工程应用、海岸管理及规划提供了完备、有效的设计环境。高级图形川户界面与高效的计算引擎的结合使得MIKE2I在世界范围内成为了一个水流模拟专业技术人员不可缺少的工具。丹麦水力研究所开发的平面二维数学模型MIKE21,曾经在丹麦、埃及、澳洲、泰国及中国香港、台湾等国家和地区得到成功应用,在丬面二维白由表面流数值模拟方面具有强大的功能。目前该软件在中国的应用发展很快,并在一些大型工程中广泛应用,如:长江口综合治理工程、杭州湾数值模拟、南水北调工程、重庆市城市排污评价、太湖富营养模型、香港新机场工程建设等。12MIKE21软件特点(1)用户界面友好,属于集成的 Windows图形界面;(2)具有强大的前、后攵理功能。在前处理方面,能根据地形瓷料进行计算网格的划分;在后处理方面具有强大的分析功能,如流场动态演示及动画制作、计算断面流量、实测与计算过程的验证、不同方案的比较等;(3)多种计算网格、模块及许可选择确俫用户根据自身需求来选择模型(4)可以进行热启动,当用户因各种原因需暂时中断MIKE21模型时,只要在上次计算时设置了热启动文件,再次开始计算时将热启动文件调入便可继续计算,极大地方便了计算时间有限制的用户;(5)能进行干、湿节点和干、湿单元的设置,能较方便地进行滩地水流的模拟:(6)具有功能强大的卡片设置功能,可以进行多种控制性结构的设置,如桥墩、堰、闸、涵洞等(7)可广泛地应用于二维水力学现象的研究,潮汐、水流,风暴潮,传热、盐流,水质,波浪紊动,湖震,防浪堤布置,船运,泥沙侵蚀、输移和沉积等,Www.Zlvo.Com被推荐为河流、湖泊、河∏和海岸水流的二维仿真模拟工具。1.3水动力模块原理131控制方程模型是基于三向不可压缩和 Reynolds值均布的 Navier-SLokes方程,并服从于 Boussinesq假定和静水压力的假定。二维非恒定浅水方程组为Ch Chu chvhSChu ahauvan h6x+=1-a=欧h-a(1-22pa ax po po ph)+-(h12)+hu,Schv chuy chvfuh-ghan h apay po aygh ap2 Po ay Po po po、ax11)+hS式中:t为时间:x,y为笛卡尔坐标系坐标;n为水位;d为静止水深;h=n+d为总水深;tn,v分别为x,y方向上的速度分量;f是哥氏力系数,f=2 osin p,(为地球白转角速度,为当地纬度;g为重力加速度;p为水的密度;Sx、SS分别为辐射应力分量;S为源项;(uy,ν)为源项水流流速。字母上带横杠的是平均值。例如,矿、ν为沿水深平均的流速,由以下公式定义hu= udz, hvdzWww.Zlvo.Com为水平粘滞应力项,包括粘性力、紊流应力和水平对流,这些量是根据沿水深平均的速度梯度用涡流粘性方程得出的:T=2A2A13,2数值解法)空间离散计算区域的空间离散是用有限体积法( Finite volume method),将该连续统体细分为不重叠的单元,单元可以是任意形状的多边形,但在这里只考虑三角形和四边形单元。在MKE软件2007版本只能是三角形网格。浅水方程组的通用形式一般可以写成上(U)=S(U)(1-6)式中:U为守恒型物理向量:F为通量向量;S为源项在笛卡尔坐标系中,二维浅水方程组可以写为OU O(F-F)O(FY-Fy)S(1-7)式中:上标/和分别为无粘性的和粘性的通量。各项分别如下:0hCu+g(FhuyOu Cha0Fk=lhAolhugh42Www.Zlvo.Comadh2thPu cy Pogn+fuhpe gn opythiPo oy Po对方程(46)第i个单元积分,并运用 Gauss原理重写可得出「a(Fa)-JA(1-9)式中:A1为单元g2的面积;I;为单元的边界;ds为沿着边界的积分变量这里使用单太求积法来计算面积的积分,该求积点位于单元的质点,同时使用中点求积法水计算边界积分,方程(49)可以写为∑FnAT=S(1-10)式中:U和S分别为第个单元的U和S的平均值,并位于单元中心;NS是单元的边界数;^厂,为第j个单元的长度阶解法和二阶解法都可以用于空间离散求解。对于二维的情况,近似的Riemann解法可以用来计算单元界面的对流流动。使用Roc方法时,界面左边的和右边的相关变量需要估计取值。二阶方法中,空间准確度可以通过使用线性梯度重构的技术来获得。而平均梯度可以用由 jawahar和 Kamath于2000年提出的方法来估计,为了避免数值振荡,模型使用了二阶TVD格式。(2)时间积分考虑方程的一般形式aU=G(U)1-11)对于二维模拟,浅水方程的求解有两种方法:一种是低阶方法,另一种是高阶方法。低价方法即低阶显式的Euer方法Un1=Un+△G(Un)(1-12)式中:为时间步长。高阶的方法为以如下形式的使用了二阶的 Runge kuttaWww.Zlvo.Com方法n12=Un+△G(U,)Un+1=Un+△G(Un+12)(1-13)(3)边界条件1)闭合边界沿着闭合边界(陆地边界),所有垂直于边界流动的变量必须为0。对于动量方程,可以得知沿着陆地边界是完全平稳的。2)开边界开边界条件可以指定为流量过程或者是水位过程3)千湿边界处理动边界问题(T湿边界)的方法是基于赵棣华(1994)和 Sleigh(1998)的处理方式。当深度较小时,该问题可以被重新表述,通过将动量通量设置为零以及只考恳质量通量来实现。只有当深度足够小时,计算不考虑该网格屮元。每个单元的水深会被监测,并且单元会被定义为干、半干湿和湿。单元面也会被监测,以确定淹没边界。满足下面两个条件单元边界被定义为淹没边界:首先单元的一边水深必须小于hn,且另一边水深必须大于h;第二,水深小于hn的单元的静水深加上另一单元表面高程水位必须大于零。满足下亩两个条件单元会被定义为干单元:首先单元中的水深必须小于干水深hn;另外,该单元的三个边界中没有一个是淹没边界。被定义为干的单元在计算中会被忽略不计。单儿破定义为半干:如果单元水深介于h和hm之间,或是当水深小于hy但有一个边界是淹没边界。此时动量通量被设定为0,只有质量通量会被计算。单元会被定义为湿:如果单元水深大于ha。此时动量通量和质量通量都会在计算中被考虑。如果模型中的区域是处在τ湿边交替区,为了避免模型计算岀现不稳定性,使用者可以启用 Flood and Dry选项。在这个情形下使用者必须设定一个干水深Www.Zlvo.Com( drying depth),淹没深度( flooding water depth)和湿水深( wetting depth)者必须满足hn
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