Mời các bạn cùng tìm hiểu và tham khảo Đề kiểm tra giữa kì 2 môn Nhập môn điều khiển thông minh (năm học 2012-2013) của Trường Đại học Bách khoa TP.HCM dành cho sinh viên khoa Điện - Điện tử. Đề thi gồm có 4 bài tập kèm đáp án và lời giải chi tiết. Cùng tìm hiểu để nắm bắt nội dung thông tin tài liệu.
Trang 1i 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
D1 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
Trang 2i 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
D1 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
Trang 3Bài 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
Trang 4- 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
Trang 5- 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
Trang 6Sai 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