人工智能实验报告_4

根据 matlab 实验分析数据图可以观察输入数据及规则所产生的结果。
四、实验分析及总结
通过本次实验有两个方面的收获，一方面掌握了 matlab 的一些基本使用方法及指令规则，另 一方面理解了模糊推理的基本概念，与往常学习的逻辑推理有较大差别，对一个值的分类判断要 考虑隶属度的问题。 通过这个小型的超市收银系统的模糊推理实验，掌握了基本的模糊推理的流程，由于模型建 立输入输出比较简单，制定规则也较少，或者欠缺逻辑推敲，最后的结果分析图略显不足，仍需 改进下输入输出的数据或者添加更多的规则。
二、实验内容及过程（主要内容、操作步骤或程序代码） （一） 、运用下列规则，设计并实现一个小型动物分类专家系统。 规则 1： 如果：动物有毛发(hair) 则 ：该动物是哺乳动物(mammal) 规则 2： 如果：动物有奶(milk) 则 ：该单位是哺乳动物(mammal) 规则 3: 如果：该动物有羽毛(feather) 则 ：该动物是鸟(bird) 规则 4： 如果：动物会飞(fly)，且会下蛋(lay_egg) 则 ：该动物是鸟(bird) 规则 5： 如果：动物吃肉(meat) 则 ：该动物是肉食动物(carnivore) 规则 6： 如果：动物有犬齿(cuspid)，且有爪(claw)，且眼盯前 stare(frontage). 则 ：该动物是食肉动物(carnivore) 规则 7： 如果：动物是哺乳动物(mammal)，且有蹄(hoof) 则 ：该动物是有蹄动物(hoofed_animal) 规则 8： 如果：动物是哺乳动物(mammal)，且是反刍动物(ruminate) 则 ：该动物是有蹄动物(hoofed_animal) 规则 9： 如果：动物是哺乳动物(mammal)，且是食肉动物(carnivore)，且是黄褐
（一） 、指定问题并定义语言变量 建立一个超市收银系统，四个主要定义的语言变量为：顾客的平均等待时间（平均延迟）m、 可作业的结账通道数量、收银人员的素质（效率）以及初始的找零零钱数量 n。 在这个模型中，顾客的平均等待时间 m 是评价模型性能的重要标准。服务的平均延迟不能超 过顾客可以接受的限度。 超市的收银人员的素质ρ是单位时间内处于购物通道中的商品件数与单位时间内完成扫描 的商品件数的比率。 在这个模型中有三个输入一个输出，超市收银台管理人员应该决定在客户可接受的范围内维 持平均延迟时间和找零零钱的数量。 接下来确定语言变量的范围，将数据都做标准化处理，范围在[0,1]之间。 语言变量及其范围 语言变量：平均等待时间，m 语言值 Very Short Short Medium 符号 VS S M 语言变量：可做业结账通道，s 语言值 Small Medium 符号 S M 值范围（标准化） [0,0.35] [0.30,0.70] 值范围（标准化） [0,0.2] [0.15,0.45] [0.4,0.7]
评价指标 实验目的明确
等级 A B C D
教 师 评
操作步骤正确 设计符合要求 算法正确 界面美观 程序结构合理 实验结果正确
一、实验目的与要求 运用 prolog 推理机制定一个小型动物分类系统的规则，通过老师提供的规 则知识库运用简单的推理语句写成相应的规则语句并解释运行， 通过在程序控制 台中输入询问语句，由 prolog 根据规则推断出结论。 1、在 swi-prolog 中根据老师的实例实现简单的动物识别系统； 2、掌握专家系统的特点及应用；
色的(yellowish-brown)，且有暗斑点(black_spot) 则 ：该动物是豹(leopard) 规则 10： 如果：动物是黄褐色的(yellowish-brown)，且是哺乳动物(mammal)，且 是食肉(carnivore)，且有黑条纹(black_stripe) 则 ：该动物是虎(tiger) 规则 11： 如果：动物有暗斑点(black_spot)，且有长腿(long_leg)，且有长脖子(lon g_neck)，且是有蹄类(hoofed_animal) 则 ：该动物是长颈鹿(giraffe) 规则 12： 如果：动物有黑条纹（black_stripe），且是有蹄类动物(hoofed_animal) 则 ：该动物是斑马(zebra) 规则 13： 如果：动物有长腿(long_leg)，且有长脖子(long_neck)，且是黑色的(bla ck)，且是鸟(bird)，且不会飞(cannot(fly)) 则 ：该动物是鸵鸟(ostrich) 规则 14： 如果：动物是鸟 bird)，且不会飞(cannot(fly))，且会游泳(swim)，且是 黑色的(black) 则 ：该动物是企鹅(penguin) 规则 15： 如果：动物是鸟(bird)，且善飞(fly) 则 ：该动物是信天翁(salangane) （二）、安装 Prolog 和 prolog editor，准备实验环境。 （三）、根据一中规则编写规则语句如下： animal(mammal):-have(hair). animal(mammal):-have(milk). animal(bird):-have(feather). animal(bird):-can(fly),can(lay_egg). animal(carnivore):-have(meat). animal(carnivore):-have(claw),have(cuspid),stare(frontage). animal(hoofed_animal):-have(hoof),animal(mammal). animal(hoofed_animal):-animal(ruminate),animal(mammal). animal_is(leopard):-animal(mammal),animal(carnivore),have(black_spot),have(yello wish_brown). animal_is(tiger):-animal(mammal),animal(carnivore),have(yellowish_brown),have(bl ack_stripe). animal_is(giraffe):-have(black_spot),have(long_leg),have(long_neck),animal(hoofed_ animal). animal_is(zebra):-have(black_stripe),animal(hoofed_animal). animal_is(ostrich):-have(long_leg),have(long_neck),color(black),animal(bird),cannot(
符号 VS S RS M RL L VL
值范围（标准化） [0,0.30] [0,0.40] [0.25,0.45] [0.30,0.70] [0.55,0.75] [0.60,1] [0.70,1]
（三）、使用 matlab 建立 fis 文件，并编写.m 文件调用 部分截图如下：
指令截图：
三、测试数据及实验结果 实验结果截图如下：
一、实验目的与要求
1、编写一个小型动物分类系统非精确推理的程序； 2、运用基本贝叶斯推理及概率计算方法； 3、掌握非精确推理的主要流程及手段；
二、实验内容及过程（主要内容、操作步骤或程序代码）
（一）、给动物分类规则添加概率值：
图中给每个属性赋予一个概率值，箭头上概率值代表含义为条件概率，例如在左下角有爪至食肉 动物这一链中，P(有爪)=0.4；P（食肉）=0.5；P（有爪|食肉）=0.8,那么根据贝叶斯理论： P(虎|黄褐色，黑条纹)= P（黄褐色，黑条纹，食肉|虎）*P（虎）/P（黄褐色，黑条纹，食肉）= P（黄褐色|虎）*P（黑条纹|虎）*P（食肉|虎）*P（虎）/P（黄褐色，黑条纹，食肉） （二）、程序界面截图如下：
评价指标 实验目的明确 操作步骤正确 A B
等级 C D E
教 师 评 阅
成绩
设计符合要求 算法正确 界面美观 程序结构合理 实验结果正确 实验分析、总结全面 实验报告规范 评阅教师签名： 年 月 日
实验项目名称 实验时间 2014 年 12 月 24
实验二 非精确推理（小型动物分类系统）
日 实验类型 □验证性 √ 设计性 □ □综合性
□综合性
三、实验目的与要求
1、仿照课本中 service center 例子，自行设计模糊规则，并用 matlab 实现一个模糊推理系统； 2、理解模糊推理的原理，以及最常用的 Mamdani 推理的四个步骤； 3、了解 matlab 的基本使用方法及规则；
四、实验内容及过程（主要内容、操作步骤或程序代码）
西南大学实验报告
人工智能
院 系: 计算机与信息科学学院 专 业: 学 号: 姓 名: 指导老师: 计算机科学与技术 xxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxx xxxxx
实验项目名称 实验时间
实验一 小型动物分类系统精确推理 实验类型 □验证性
√ 设计性 □
2014 年 11 月 17 日
□综合性
三、测试数据及实验结果 输入以下语句，观察结论： 例 1： （当初始条件为当前条件时） 输入：Animal_is(X). 结论：X = ostrich 例 2：(当初始条件为第一组条件时) 输入：Animal_is(X) 结论：X=tiger
四、实验分析及总结 通过本次实验对 SWI-PROLOG 的使用有了一个基本的了解，了解了反向推 理的基本思想。在编写规则时参考了部分网上的资料，了解到 PROLOG 不同编 译器规则略有不同， 参考其他编译器环境下规则容易出现错误不方便改正，因此 要注意这个问题。
fly). animal_is(penguin):-animal(bird),cannot(fly),can(swim),color(black). animal_is(salangane):-animal(bird),can(fly). %以下为初始条件（可自行改动）： %have(milk). %have(meat). %have(yellowish_brown). %have(black_stripe). %have(feather). %can(fly). %have(black_stripe). %have(hoof). %have(hair). have(long_leg). have(long_neck). color(black). have(feather). cannot(fly).
Large
L 语言变量：收银人员素质，v
[0.60,1]
语言值 Medium High Very High
符号 M H V 语言变量：找零零钱数量，c
值范围（标准化） [0.5，0.72] [0.65，0.85] [0.8，1]
语言值 Very Small Small Rather Small Medium Rather Large Large Very Large （二）、建立规则 规则截图如下：
评价指标 实验目的明确
等级 A B C D
教 师 评
操作步骤正确 设计符合要求 算法正确 界面美观 程序结构合理 实验结果正确
阅 实验分析、总结全面
实验报告规范 成 绩 评阅教师签名： 年
月wenku.baidu.com
日
实验项目名称 实验时间 2014 年 12 月 9 日
实验三 超市收银系统模糊推理
实验类型 □验证性
√ 设计性 □
程序通过勾选各个动物的条件规则， 来判断是该动物的概率， 如勾选动物是哺乳动物， 食肉动物， 黄褐色，来判断是虎的概率为多少。 判断后将值输出：
完成一次运算后清空：
三、测试数据及实验结果
程序运行截图如下：
四、实验分析及总结
本次实验主要是在小型动物分类系统的精确推理上添加一个概率值，运用贝叶斯理论进行动 物概率可能性估计，由于实验概率初始值由自己随意设定，因此在计算后容易出现概率值大于 1 的情况，并且计算稍复杂，如哺乳动物的概率上要分两种情况考虑，在实现上困难较大。