5章 材料数据库与专家系统
重庆大学材料学院 汤爱涛
5.1 材料数据库
? 发展
? 应用
? 开发
材料数据库开发举例 —— 基于 web的镁合金数据库
5.2 专家系统基本知识
5.2.1 概述
? 定义
? 运用大量的专业知识解决特定领域中实际问题的计算机程序系
统
? 特点,
? 高效率求解复杂问题、逻辑推理、结构良好、自适应性
? 类型,
? 解释、预测、诊断、规划、设计等
? 结构
? 专家系统 =知识库 +推理机
5.2.3专家系统的开发
? 开发工具
? 开发过程
? 识别阶段
? 概念化阶段
? 形式化阶段
? 实现阶段
? 测试阶段
? 维护阶段
5.2.4材料专家系统的研究方法
? 以知识检索、简单计算和推理为基础的
专家系统。
? 以计算机模拟和运算为基础的材料设计
专家系统。材料研究的核心问题之一就
是材料的结构和性能关系。
? 以模式识别和人工神经网络为基础的专
家系统。 —— 人工神经网络专家系统
5,3 人工神经网络专家系统
? 基于半经验方法构建的，即是从已有试
验数据出发，获取相关材料的成分、工
艺、组织和性能之间的关系规律，然后
进行成分设计或性能预测 。
5,3.1人工神经网络的基本知识
? 模型研究方法,doc
Input
layer
Hidden layer(s)
……
……
Outtpu
t layer
No,layer
No,layer
Output Input
Adjust
weights
Neural network Compare
Target
神经网络模型结构及其工作原理示意图
数据分析
确定输入参数
确定中间隐
层
确定输出参数
选定
学习算法
选取
学习参数
程序实现训练 结果分析
网络结构部分 算法部分 程序部分
① ② ③
神经网络构建的一般性步骤
5.3.2 人工神经网络应用举例
? 模型研究结果,doc
5.4 matlab语言简介
? MATLAB 语言是当今国际上科学界 (尤其是自
动控制领域 ) 最具影响力、也是最有活力的软
件。它起源于矩阵运算，并已经发展成一种高
度集成的计算机语言。它提供了强大的科学运
算、灵活的程序设计流程、高质量的图形可视
化与界面设计、便捷的与其他程序和语言接口
的功能。
? MATLAB 语言由美国 The MathWorks 开发，
2003 年推出了其全新的 MATLAB 6.5.1 正式
版。
5.4 matlab语言简介
? 基本操作
? MATLAB.ppt
实验 8/9 人工神经网络应用实践
? 实验目的
? 了解人工神经网络建摸的基本原理及过程
? 初步掌握用 matlab人工神经网络工具箱的使用方法
? 实验主要内容
? 用 matlab人工神经网络工具箱根据所提供的实验数据
上机计算建立某合金化学成分与性能关系的预测模型
? 实验报告要求,
? 写出实验步骤
? 写出上机运算结果
? 分析模型精度
重庆大学材料学院 汤爱涛
5.1 材料数据库
? 发展
? 应用
? 开发
材料数据库开发举例 —— 基于 web的镁合金数据库
5.2 专家系统基本知识
5.2.1 概述
? 定义
? 运用大量的专业知识解决特定领域中实际问题的计算机程序系
统
? 特点,
? 高效率求解复杂问题、逻辑推理、结构良好、自适应性
? 类型,
? 解释、预测、诊断、规划、设计等
? 结构
? 专家系统 =知识库 +推理机
5.2.3专家系统的开发
? 开发工具
? 开发过程
? 识别阶段
? 概念化阶段
? 形式化阶段
? 实现阶段
? 测试阶段
? 维护阶段
5.2.4材料专家系统的研究方法
? 以知识检索、简单计算和推理为基础的
专家系统。
? 以计算机模拟和运算为基础的材料设计
专家系统。材料研究的核心问题之一就
是材料的结构和性能关系。
? 以模式识别和人工神经网络为基础的专
家系统。 —— 人工神经网络专家系统
5,3 人工神经网络专家系统
? 基于半经验方法构建的，即是从已有试
验数据出发，获取相关材料的成分、工
艺、组织和性能之间的关系规律，然后
进行成分设计或性能预测 。
5,3.1人工神经网络的基本知识
? 模型研究方法,doc
Input
layer
Hidden layer(s)
……
……
Outtpu
t layer
No,layer
No,layer
Output Input
Adjust
weights
Neural network Compare
Target
神经网络模型结构及其工作原理示意图
数据分析
确定输入参数
确定中间隐
层
确定输出参数
选定
学习算法
选取
学习参数
程序实现训练 结果分析
网络结构部分 算法部分 程序部分
① ② ③
神经网络构建的一般性步骤
5.3.2 人工神经网络应用举例
? 模型研究结果,doc
5.4 matlab语言简介
? MATLAB 语言是当今国际上科学界 (尤其是自
动控制领域 ) 最具影响力、也是最有活力的软
件。它起源于矩阵运算，并已经发展成一种高
度集成的计算机语言。它提供了强大的科学运
算、灵活的程序设计流程、高质量的图形可视
化与界面设计、便捷的与其他程序和语言接口
的功能。
? MATLAB 语言由美国 The MathWorks 开发，
2003 年推出了其全新的 MATLAB 6.5.1 正式
版。
5.4 matlab语言简介
? 基本操作
? MATLAB.ppt
实验 8/9 人工神经网络应用实践
? 实验目的
? 了解人工神经网络建摸的基本原理及过程
? 初步掌握用 matlab人工神经网络工具箱的使用方法
? 实验主要内容
? 用 matlab人工神经网络工具箱根据所提供的实验数据
上机计算建立某合金化学成分与性能关系的预测模型
? 实验报告要求,
? 写出实验步骤
? 写出上机运算结果
? 分析模型精度
