dieu khien thong minh huynh thai hoang dap an de thi nmdktm hk2 1213 cuuduongthancong com

i h c Bách Khoa TP.HCM KI M TRA H C K 2 N m h c 2012-2013

Khoa i n – i n T Môn: NH P MÔN I U KHI N THÔNG MINH

B môn KT Ngày thi: 11/06/2013 Th i gian làm bài: 90 phút

-o0o - (Sinh viên đ c phép s d ng tài li u)

Bài 1: (2.5 đi m) Cho m ng th n kinh hình 1, trong

đó hàm kích ho t l p n là hàm sigmoid l ng c c

(hàm tansig) v i =1, hàm kích ho t l p ra là hàm

tuy n tính

Cho bi t tr ng s ban đ u c a m ng nh sau:

0

2

)

1

(

v ; v21(1)1.0; v12(1)1.0; v22(1) 0.5;

0

1

)

1

(

w ; w2(1)1.0 Cho t p d li u hu n luy n

m ng:

0.4 0.2 0.6 ,

0 1 8 0 5 0



















X

D1 0 1

Áp d ng gi i thu t lan truy n ng c v i h s h c

4

0



 , hãy tính tr ng s c a m ng sau 1 b c hu n

luy n

Bài 2: (2.5 đi m) Cho t p d li u g m 3 nhóm bi u

di n trên đ th hình 2, hãy trình bày c u trúc và

cách hu n luy n m ng Perceptron (gi i thu t? d

li u?) đ phân t p d li u thành 3 nhóm

Bài 3: (2.5 đi m) Xét bài toán đi u khi n đoàn xe

v n t i, trong đó xe d n đ u (xe 1) do ng i lái, xe

theo sau (xe 2) đ c đi u khi n t đ ng bám theo xe

tr c Dùng ra đa có th đo kho ng cách y gi a xe sau

và xe tr c Cho tín hi u đi u khi n u là l c (do đ ng

c ho c b hãm) tác đ ng lên xe Mi n giá tr c a u là

10 u 10 (kN) Hãy thi t k b đi u khi n m đi u

khi n xe sau bám theo xe tr c và cách xe tr c

kho ng cách y d=8m Trình bày chi ti t các b c thi t

k và v hình minh h a ý t ng đ a ra 5 qui t c đi u

khi n b t k

Bài 4: (2.5 đi m) Xét bài toán nh n d ng b ng s xe trong các h th ng gi xe t đ ng Gi s

b ng cách áp d ng các gi i thu t x lý nh ta đã tách ra đ c các s riêng l nh hình 4 Hãy trình bày cách s d ng m ng th n kinh đ nh n d ng các s t 0 đ n 9 hình 4 Trình bày rõ

c u trúc m ng th n kinh, các đ c tr ng dùng đ nh n d ng, cách t o ra d li u đ hu n luy n

m ng, gi i thu t dùng đ hu n luy n m ng,

Hình 4

H t CNBM

1

x1

x2

1

1 2

1

2

Nhóm 1 Nhóm 2 Nhóm 3

Hình 2

y

x2

x1 v11

v22

v21

v12

w1

w2

z1

z2

Hình 1

y

2

Hình 3

i h c Bách Khoa TP.HCM ÁP ÁN KI M TRA HK 2 N m h c 2012-2013

Khoa i n – i n T Môn: NH P MÔN I U KHI N THÔNG MINH

B môn KT Ngày thi: 11/06/2013 Th i gian làm bài: 90 phút

-o0o - (Sinh viên đ c phép s d ng tài li u)

Bài 1:(2.5 đi m)

D li u hu n luy n m ng:

0.4 0.2 0.6 ,

0 1 8 0 5 0



















X

D1 0 1

B c 1: k=1; 0.4;

v11(1)2.0; v21(1)1.0; v12(1)1.0; v22(1)0.5; w1(1)1.0; w2(1)1.0

B c 2: Tính ngõ ra c a m ng (truy n thu n d li u)

L p n (0.75 đ)

6 0 4 0 0 1 ) 5 0 ( 0 2 ) 1 ( ) 1 ( ) 1 ( ) 1 ( ) 1 ( ) 1 ( )

1

net h v T x

7 0 4 0 5 0 ) 5 0 ( 0 1 ) 1 ( ) 1 ( ) 1 ( ) 1 ( ) 1 ( ) 1 ( )

1

net h v T x

2913 0 1 ) 6 0 exp(

1

2 1

) exp(

1

2 )

( )

1

(

1 1















h h

h

net net

a

z

3364 0 1 ) 7 0 exp(

1

2 1

) exp(

1

2 )

( )

1

(

2 2

















h h

h

net net

a

z

L p ra (0.25đ):

6277 0 3364 0 0 1 ) 2913 0 ( 0 1 ) 1 ( ) 1 ( ) 1 ( ) 1 ( ) 1 ( ) 1 ( )

1

net o w T z

6277 0 )

( )

1

( a o net o net o 

y

B c 3: C p nh t tr ng s (lan truy n ng c sai s )

Chú ý: a o(net o)1do hàm kích ho t l p ra là hàm tuy n tính

1 ( ) (1 )/2 2

1 )

a     do hàm kích ho t l p n là hàm tansig

L p ra: (0.5 đ)

6277 1 )) 6277 0 ( 1 ( ))]

1 ( ( ))][

1 ( ) 1 ( [(

)

1



8103 0 ) 2913 0 ( 6277 1 4 0 0 1 ) 1 ( ) 1 ( ) 1 ( )

2

7810 0 3364 0 6277 1 4 0 0 1 ) 1 ( ) 1 ( ) 1 ( )

2

L p n: (1.0 đ)

7448 0 2 / ) ) 2913 0 ( 1 ( 1 6277 1

2 / )) 1 ( 1 )(

1 ( ) 1 ( ) ( ( ) 1 ( ) 1 ( )

1

(

2

2 1 1

1 1



















 o w a h net q k o w z



7448 0 2 / )) 1 ( 1 )(

1 ( ) 1 ( )) ( ( )) 1 ( ) 1 ( ( )

1



8510 1 ) 5 0 ( 7448 0 4 0 0 2 ) 1 ( ) 1 ( )

1 ( )

2

1191 1 4 0 7448 0 4 0 0 1 ) 1 ( ) 1 ( )

1 ( )

2

8556 0 ) 5 0 ( ) 7218 0 ( 4 0 0 1 ) 1 ( ) 1 ( )

1 ( )

2

3845 0 4 0 ) 7218 0 ( 4 0 5 0 ) 1 ( ) 1 ( )

1 ( )

2

y

x2

x1 v11

v22

v21

v12

w1

w2

z1

z2

Bài 2: (2.5 đi m) Cho t p d li u g m 3 nhóm bi u di n trên đ th hình 2, hãy trình bày c u trúc

và cách hu n luy n m ng Perceptron (gi i thu t? d li u?) đ phân t p d li u thành 3 nhóm

S d ng các Perceptron đ phân nhóm d li u, m i Perceptron chia d li u làm 2 ph n các đ ng phân chia nh hình v D li u đ c phân nhóm nh sau:

- D li u thu c nhóm 2 n u ngõ ra Perceptron 1 ho c ngõ ra Perceptron 2 b ng 1

- D li u thu c nhóm 3 n u ngõ ra Perceptron 3 ho c ngõ ra Perceptron 4 b ng 1

- D li u thu c nhóm 1 n u đ ng th i không thu c nhóm 2 và nhóm 3

T phân tích trên, ta có s đ m ng Perceptron đ phân nhóm d li u nh sau, m ng s đ c hu n luy n đ ngõ ra y i b ng 1 n u d li u thu c nhóm i

D li u hu n luy n các Perceptron z1-z4 nh sau: (0.5đ)

2 0 0 1 0 0

0 1 0 0 1 0

1 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0

D li u hu n luy n các Perceptron y2-y3 nh sau: (0.75đ)

S d ng gi i thu t h c Delta hu n luy n các Perceptron theo các b ng d li u trên ta s đ c m ng Perceptron phân nhóm d li u theo yêu c u đ bài

Bài 3:(2.5 đi m)

y1

x2

x1

z1

z2

z3

z4

y2

y3

(0.75

1

x1

x2

1

1 2

1

2

3

4

1

1

0

0

(0.5đ)

y

x 1 x2

- xe 2 có th bám theo xe 1 cách kho ng y d v i sai s b ng 0, c n s d ng b đi u khi n

PI m S đ kh i (0.5 đ)

Xác đ nh bi n vào/ra c a h m các giá tr ngôn ng và các t p m (0.5 đ)

- Các bi n vào b đi u khi n m : E và DE,

- Bi n ra b đi u khi n m : DU

- T m giá tr sai s có th ch n: 50 < E < 8

(sai s b ng 8 khi kho ng cách gi a 2 xe b ng 0; sai s b ng 50 khi xe 2 cách xe 1 m t kho ng b ng 58m)

- H s chu n hóa: K1 = 1/50, K2: ch nh đ nh th c nghi m

Ku = 10 (khâu tích phân b o hòa trong mi n [0,1]

- Gi s ch n 5 giá tr ngôn ng có bi n E, 3 giá tr ngôn ng cho bi t DE và 7 giá tr ngôn

ng cho bi n DU Chú ý là bài toán không đ i x ng do đó không nên ch n các t p m đ i

x ng T ng quát, t t c các tham s c1, c2, , c10 c a các hàm liên thu c s đ c ch nh đ nh

đ c l p qua th c nghi m

E



ZE

1

1

PB

NB



ZE

1

1

0



ZE

1

1

PB

c2 0 c3

c6

c5

NS

NS PS

c9

c7

yd = 8

y(t)

K1

K2

E

DE

U E

DE

DU



PI m dt

d

Xe 2

Xe 1

 +

x2

u2

- Qui c y có xu h ng gi m xu ng n u ta t ng u2, ta có các qui t c đi u khi n m (0.5 đ)

- Gi i thích 5 qui t c (b t k ): (1.0 đ)

Sai s là ZE (kho ng cách 2 xe đúng giá tr đ t), bi n thiên sai s là ZE (kho ng cách c a hai xe

không đ i), do đó đ duy trì tr ng thái này c n gi nguyên l c tác đ ng vào xe 2

 bi n thiên tín hi u đi u khi n là ZE

Sai s là PO (kho ng cách 2 xe nh h n giá tr đ t), bi n thiên sai s là ZE (kho ng cách hai xe không

đ i), do đó đ gi m sai s ph i gi m nh l c tác đ ng vào xe 2

 bi n thiên tín hi u đi u khi n là NS

Sai s là PO (kho ng cách 2 xe nh h n giá tr đ t), bi n thiên sai s là NE (sai s gi m, ngh a xe 2 đang ch y ch m l i so v i xe 1), do đó trong tr ng h p này gi nguyên tín

hi u đi u khi n, ch kho ng cách 2 xe đ t yêu c u  bi n thiên tín hi u đi u khi n là ZE

DE

y

2

y d

E là PO

DE là NE

 DU là ZE

y

2

y d

E là PO

DE là ZE

 DU là NS

y

2

y d

E là ZE

DE là ZE

 DU là ZE

Sai s là ZE (kho ng cách 2 xe b ng giá tr đ t), bi n thiên sai s là NE (sai s gi m, ngh a

xe 2 đang ch y ch m l i so v i xe 1), do đó trong tr ng h p này ph i t ng l c tác d ng

vào xe 2  bi n thiên tín hi u đi u khi n là PS

Sai s là NE (kho ng cách 2 xe l n h n giá tr đ t), bi n thiên sai s là NE (sai s gi m,

ngh a xe 2 đang ch y ch m l i so v i xe 1), do đó trong tr ng h p này ph i t ng l c hút

c a nam châm tác đ ng vào xe 2(t ng m nh h n tr ng h p trên)

 bi n thiên tín hi u đi u khi n là PM

* Khi d ng th c nghi m vào m t h nâng bi trong t tr ng c th , c n ph i ch nh đ nh các h

s K2, Ku, c1, c2, , c10 cho phù h p

Bài 4: (2.5 đi m) D a vào bài gi ng, c n trình bày các ý:

- S đ kh i giai đo n hu n luy n và nh n d ng ch s (0.5 đ)

- Cách tính các đ c tr ng (0.75 đ)

- S đ c u hình m ng th n kinh (0.75 đ)

- Cách t o ra d li u hu n luy n m ng và gi i thu t hu n luy n m ng (0.5 đ)

y

2

y d

E là NE

DE là NE

 DU là PM

y

2

y d

E là ZE

DE là NE

 DU là PS