% BP 神經網絡用于函數擬合　
% 使用平臺 - Matlab6.5
% 作者：陸振波，海軍工程大學
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% 產生訓練樣本與測試樣本

P1 = 1:2:200;                   % 訓練樣本，每一列為一個樣本
T1 = sin(P1*0.1);               % 訓練目標

P2 = 2:2:200;                   % 測試樣本，每一列為一個樣本
T2 = sin(P2*0.1);               % 測試目標

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% 歸一化

[PN1,minp,maxp,TN1,mint,maxt] = premnmx(P1,T1);
PN2 = tramnmx(P2,minp,maxp);
TN2 = tramnmx(T2,mint,maxt);

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% 設置網絡參數

NodeNum = 20;                   % 隱層節點數 
TypeNum = 1;                    % 輸出維數

TF1 = 'tansig';TF2 = 'purelin'; % 判別函數(缺省值)
%TF1 = 'tansig';TF2 = 'logsig';
%TF1 = 'logsig';TF2 = 'purelin';
%TF1 = 'tansig';TF2 = 'tansig';
%TF1 = 'logsig';TF2 = 'logsig';
%TF1 = 'purelin';TF2 = 'purelin';

net = newff(minmax(PN1),[NodeNum TypeNum],{TF1 TF2});

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% 指定訓練參數

% net.trainFcn = 'traingd';  % 梯度下降算法
% net.trainFcn = 'traingdm'; % 動量梯度下降算法
% 
% net.trainFcn = 'traingda'; % 變學習率梯度下降算法
% net.trainFcn = 'traingdx'; % 變學習率動量梯度下降算法 
%
% (大型網絡的首選算法)
% net.trainFcn = 'trainrp';  % RPROP(彈性BP)算法,內存需求最小 
% 
% 共軛梯度算法 
% net.trainFcn = 'traincgf'; % Fletcher-Reeves修正算法
% net.trainFcn = 'traincgp'; % Polak-Ribiere修正算法,內存需求比Fletcher-Reeves修正算法略大
% net.trainFcn = 'traincgb'; % Powell-Beal復位算法,內存需求比Polak-Ribiere修正算法略大
% (大型網絡的首選算法)
%net.trainFcn = 'trainscg'; % Scaled Conjugate Gradient算法,內存需求與Fletcher-Reeves修正算法相同,計算量比上面三種算法都小很多 
% 
% net.trainFcn = 'trainbfg'; % Quasi-Newton Algorithms - BFGS Algorithm,計算量和內存需求均比共軛梯度算法大,但收斂比較快
% net.trainFcn = 'trainoss'; % One Step Secant Algorithm,計算量和內存需求均比BFGS算法小,比共軛梯度算法略大
% 
% (中型網絡的首選算法)
net.trainFcn = 'trainlm';  % Levenberg-Marquardt算法,內存需求最大,收斂速度最快
%
% net.trainFcn = 'trainbr';  % 貝葉斯正則化算法
%
% 有代表性的五種算法為:'traingdx','trainrp','trainscg','trainoss', 'trainlm'

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net.trainParam.show = 20;          % 訓練顯示間隔
net.trainParam.lr = 0.3;            % 學習步長 - traingd,traingdm
net.trainParam.mc = 0.95;           % 動量項系數 - traingdm,traingdx
net.trainParam.mem_reduc = 1;      % 分塊計算Hessian矩陣(僅對Levenberg-Marquardt算法有效)
net.trainParam.epochs = 1000;       % 最大訓練次數
net.trainParam.goal = 1e-8;         % 最小均方誤差
net.trainParam.min_grad = 1e-20;    % 最小梯度
net.trainParam.time = inf;          % 最大訓練時間

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% 訓練

net = train(net,PN1,TN1);     % 訓練

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% 測試

YN1 = sim(net,PN1);             % 訓練樣本實際輸出
YN2 = sim(net,PN2);             % 測試樣本實際輸出

MSE1 = mean((TN1-YN1).^2)       % 訓練均方誤差
MSE2 = mean((TN2-YN2).^2)       % 測試均方誤差

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% 反歸一化

Y2 = postmnmx(YN2,mint,maxt);

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% 結果作圖

plot(1:length(T2),T2,'r+:',1:length(Y2),Y2,'bo:')
title('+為真實值，o為預測值')