基于Delphi的神经网络系统辨识侧重程序.doc

1、 中 南 大 学 基于 Delphi 的神经网络 系统辨识 学 院：信息科学与工程学院 专业班级：自 动 化 * 姓 名： * 学 号： * 指导老师： * 第一章 绪论 1.1 训练目的 1、 能针对题目独立展开调研，查阅相关教材、论文和数字文献资料，在此基础上找到解决问题的方法和思路，并做好实施方案； 2、 了解辨识系统的原理和基本方法，重点掌握基于神经网络非线性系统辨识方法； 3、 了解 BP 神经网络及其在系统辨识建模 中的应用； 4、 能设计理想的神经网络（结构、隐层数及其节点数），分析其非线性映射能力如何保证及其在系统辨识中具有良好的泛化能力； 5、 熟悉 Delphi 开发环境，

2、能在该环境下实现 BP 神经网络对不同的非线性系统的辨识； 6、 神经网络的设计和分析过程中，设计者需融入自己的细想，发挥其主观能动性，尤其需适当改进神经网络学习算法，以保证算法的收敛性和稳定性； 7、 培养综合运用基础理论知识独立分析和解决问题的能力； 8、 加深对基础理论部分的理解的同时，提高实践能力。 1.2 工程训练内容和基本要求 1、 熟悉 Delphi开发环境，实现 BP 神经网 络的构件，绘制仿真曲线； 2、 采用 BP 神经网络辨识非线性扩展自回归滑动平均模型（ NARMAX），模型的参数和结构自行设置，最后具有代表性； 3、 设计可视化界面，能交互式地改变系统的阶次和系统的参

3、数，并相应地改变神经网络结构和算法，实时的显示仿真曲线（输入输出数据的跟踪曲线）和建模误差曲线； 4、 根据仿真结果适当修改或改进神经网络的结果或学习算法，并分析各算法的收敛性和稳定性； 5、 比较两种或两种以上的辨识方法（如采用不同的神经网络），根据系统辨识效果的好坏，分析造成实验结果的原因，阐述自己对此的观点和改进建议； 6、 必须有完整 的可视化界面，利用数据或曲线作为实验结果，具有一定的说服力； 7、 根据实验结果， 分析你所采用的方法的合理性、优越性和不足之处，要求体现自己的设计思想。 1.3 工程训练的意义 通过完成从用户需求分析、 Delphi 界面设计到上机编程、算法实现、调试

4、和应用等全过程，进一步了解和掌握本书中所讲解的内容。 第二章 程序设计流程 程序设计流程如下： 1、按照软件工程学的方法，对需要开发的软件进行需求分析、可行性分析以及详细的设计等； 2、建立一个新的项目，根据需要建立所需要的窗体； 3、根据需要向窗体中 添加组件，设计窗体的外观和组件的布局，即设计用户界面； 4、根据需要设置组件的相应属性； 5、根据需要编写事实响应代码； 6、保存项目相关的所用文件，编译、调试和运行程序。 第三章 Delphi 界面设计 2.1 设计要求 1、显示与 BP 算法的相关参数，并可以修改其参数； 2、显示通过 BP 算法逼近的训练曲线以及误差曲线： 3、可以选择不

5、同类型的函数曲线以此来验证 BP 算法。 2.2 Delphi 实现 总的设计界面如下： 具体相关代码如下： 此系统读者可以手动改变 BP 算法的相关参数，例如：输入节点、学习速率、动量因子。界面如下图 : 界面显示的相关代码如下： object Label1: TLabel Left = 40 Top = 33 Width = 48 Height = 12 Caption = 输入节点 Font.Charset = ANSI_CHARSET Font.Color = clWindowText Font.Height = -12 Font.Name = 宋体 Font.Style = Pare

6、ntFont = False end object Label2: TLabel Left = 174 Top = 33 Width = 66 Height = 12 Caption = 学习速率 = Font.Charset = ANSI_CHARSET Font.Color = clWindowText Font.Height = -12 Font.Name = 宋体 Font.Style = ParentFont = False end object Label3: TLabel Left = 308 Top = 33 Width = 66 Height = 12 Caption = 动

7、量因子 = Font.Charset = ANSI_CHARSET Font.Color = clWindowText Font.Height = -12 Font.Name = 宋体 Font.Style = ParentFont = False End 系统通过 BP 算法现实的曲线图界面如下： 相关代码如下： object Chart1: TChart Left = -8 Top = 204 Width = 409 Height = 293 BackWall.Brush.Color = clWhite BackWall.Brush.Style = bsClear BackWall.Col

8、or = clSilver Foot.Text.Strings = ( k) MarginBottom = 0 MarginLeft = 0 MarginRight = 0 MarginTop = 2 Title.Text.Strings = ( 期望输出 y(k)、模型输出 ym(k) BackColor = clSilver LeftAxis.ExactDateTime = False LeftAxis.Grid.Visible = False LeftAxis.Increment = 0.500000000000000000 LeftAxis.MinorTicks.Visible = F

9、alse LeftAxis.TicksInner.Visible = False LeftAxis.Title.Caption = y(k)、 ym(k) Legend.LegendStyle = lsSeries View3D = False BevelInner = bvLowered TabOrder = 0 object Series1: TLineSeries Marks.ArrowLength = 8 Marks.Visible = False SeriesColor = clRed Title = y(k) Pointer.InflateMargins = True Pointe

10、r.Style = psRectangle Pointer.Visible = False XValues.DateTime = False XValues.Name = X XValues.Multiplier = 1.000000000000000000 XValues.Order = loAscending YValues.DateTime = False YValues.Name = Y YValues.Multiplier = 1.000000000000000000 YValues.Order = loNone end object Series2: TLineSeries Mar

11、ks.ArrowLength = 8 Marks.Visible = False SeriesColor = clBlue Title = ym(k) LinePen.Style = psDot Pointer.InflateMargins = True Pointer.Style = psSmallDot Pointer.Visible = False XValues.DateTime = False XValues.Name = X XValues.Multiplier = 1.000000000000000000 XValues.Order = loAscending YValues.D

12、ateTime = False YValues.Name = Y YValues.Multiplier = 1.000000000000000000 YValues.Order = loNone end end object Chart2: TChart Left = 396 Top = 204 Width = 389 Height = 293 BackWall.Brush.Color = clWhite BackWall.Brush.Style = bsClear Foot.Text.Strings = ( k) MarginBottom = 0 MarginLeft = 0 MarginR

13、ight = 0 MarginTop = 2 Title.Text.Strings = ( 建模误差 e(k) LeftAxis.ExactDateTime = False LeftAxis.Grid.Visible = False LeftAxis.Increment = 0.100000000000000000 LeftAxis.MinorTicks.Visible = False LeftAxis.TicksInner.Visible = False LeftAxis.Title.Caption = e(k) Legend.LegendStyle = lsSeries Legend.Sh

14、adowSize = 0 View3D = False BevelInner = bvLowered TabOrder = 1 object Series3: TLineSeries Marks.ArrowLength = 8 Marks.Visible = False SeriesColor = clBlue Title = e(k) Pointer.InflateMargins = True Pointer.Style = psRectangle Pointer.Visible = False XValues.DateTime = False XValues.Name = X XValue

15、s.Multiplier = 1.000000000000000000 XValues.Order = loAscending YValues.DateTime = False YValues.Name = Y YValues.Multiplier = 1.000000000000000000 YValues.Order = loNone end 选择函数类型的界面如下： 相关代码如下： object Label4: TLabel Left = 40 Top = 80 Width = 48 Height = 13 Caption = 输入数字 Font.Charset = DEFAULT_CH

16、ARSET Font.Color = clWindowText Font.Height = -11 Font.Name = MS Sans Serif Font.Style = ParentFont = False end object mEdit: TEdit Left = 126 Top = 28 Width = 41 Height = 24 TabOrder = 0 Text = mEdit end object etaEdit: TEdit Left = 258 Top = 28 Width = 41 Height = 24 TabOrder = 1 Text = etaEdit en

17、d object alphaEdit: TEdit Left = 384 Top = 28 Width = 41 Height = 24 TabOrder = 2 Text = alphaEdit end object Button1: TButton Left = 216 Top = 104 Width = 113 Height = 25 Caption = 线性函数 1 Font.Charset = DEFAULT_CHARSET Font.Color = clWindowText Font.Height = -11 Font.Name = MS Sans Serif Font.Style

18、 = ParentFont = False TabOrder = 3 end object Button2: TButton Left = 376 Top = 104 Width = 113 Height = 25 Caption = 差分函数 2 Font.Charset = DEFAULT_CHARSET Font.Color = clWindowText Font.Height = -11 Font.Name = MS Sans Serif Font.Style = ParentFont = False TabOrder = 4 end object Edit1: TEdit Left

19、= 40 Top = 104 Width = 129 Height = 24 TabOrder = 5 end object BitBtn1: TBitBtn Left = 528 Top = 104 Width = 113 Height = 25 Caption = 非线性函数 3 TabOrder = 6 end 确定与退出设计界面如下： 相关代码如下： object OKBtn: TButton Left = 128 Top = 512 Width = 73 Height = 33 Caption = 确定 Default = True ParentShowHint = False ShowHint = True TabOrder = 2