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文档简介

CONTENTS目录01020304模块1初等模型模块2微积分模型模块3线性代数模型模块4概率与统计模型数学建模仿真教程0506模块5优化模型模块6多元统计模型07080910模块7综合评价模型模块8时间序列模型模块9空间解析几何模型模块10神经网络模型1112模块11差分方程模型模块12灰色预测模型Chapter章节10模块10本模块介绍了基于神经网络的知识和方法建立数学模型的过程。其中,神经网络主要包括BP和RBF神经网络。数学建模仿真教程【问题描述】继续考虑物质浓度检测问题。表10.5给出了工业碱在不同浓度下的颜色读数,其中,“水”指浓度为零,变量B、G、R、H、S含义:B(Blue)是指蓝色颜色值;G(Green)是指绿色颜色值;R(Red)是指红色颜色值;H(Hue)是指色调;S(Saturation)是指饱和度。请使用数学建模方法研究以下问题:建立神经网络模型,对工业碱的浓度进行检测。(本题来自全国大学生数学建模竞赛2017年C题)步骤一,模型假设工业碱的浓度仅与变量B、G、R、H、S有关,而与其它因素无关。步骤二,模型建立问题分析:题目要求建立神经网络模型,从而对工业碱的浓度进行检测,这里选择径向基函数(RadialBasisFunction,RBF)神经网络。RBF神经网络包括1个输入层、1个隐含层和1个输出层,网络结构如图所示。RBF神经网络的非线性拟合能力非常强,学习规则也简单,具有很强的函数逼近能力、分类能力和学习速度,因而得到了广泛的应用。步骤二,模型建立根据假设(1),建立的RBF神经网络模型输入变量有5个,分别是变量B、G、R、H、S,而输出变量有1个,是浓度。样品个数为7个。步骤二,模型建立步骤三,模型求解把表10.5中水的浓度记作0。由于样本容量很小(只有7个),故在进行误差分析时,先进行模拟误差分析,再使用留一法进行预测误差分析。如果作模拟误差分析,则按照以下步骤进行计算。第1步,先把全部样品作为训练集,建立RBF神经网络,再把全部样品的输入变量代入训练好的RBF神经网络进行计算,得到全部样品的输出变量值(工业碱的浓度)。第2步,计算模拟误差。步骤三,模型求解请扫码观看视频如果使用留一法进行预测误差分析,则按照以下步骤进行计算。第1步,先从全部样品中取出1个样品作为检验样品,把剩余样品作为训练集,建立RBF神经网络,再把检验样品的输入变量代入训练好的RBF神经网络进行计算,得到检验样品的输出变量值(工业碱的浓度)。第2步,重复第1步,遍历所有样品。第3步,计算预测误差。步骤四,结果检验步骤五,回答问题建立RBF神

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