基于Matlab的BP神经网络异或逻辑分类系统
项目介绍
本项目实现了一个完整的反向传播(BP)神经网络解决方案,专门用于解决经典的异或逻辑分类问题。系统构建了包含输入层、隐藏层和输出层的三层神经网络结构,采用梯度下降优化算法和Sigmoid激活函数,能够准确学习并分类异或逻辑关系。
该系统不仅能够实现基本的异或分类功能,还提供了完整的训练过程可视化、性能评估和结果分析工具,是理解神经网络工作原理和BP算法的优秀教学与实践案例。
功能特性
- 完整的BP神经网络实现:包含前向传播计算和反向传播权重更新
- 异或逻辑分类:专门针对[0,0]、[0,1]、[1,0]、[1,1]四种输入模式的分类
- 训练过程可视化:实时显示损失函数收敛曲线
- 多维度性能评估:提供分类准确率、均方误差等关键指标
- 参数灵活配置:支持隐藏层神经元数量、学习率、迭代次数等参数调整
- 详细的输出分析:展示预测结果、权重矩阵和训练统计信息
使用方法
- 直接运行主程序:
```matlab
main
- 系统自动执行以下流程:
- 加载预设的异或训练数据集
- 初始化神经网络结构和参数
- 执行指定次数的训练迭代
- 生成训练过程可视化图表
- 计算并显示分类性能指标
- 输出最终的预测结果和权重矩阵
- 查看结果:
- 训练窗口显示损失函数收敛曲线
- 命令窗口输出准确率、MSE等统计信息
- 详细的预测值和分类标签展示
系统要求
- 软件环境:MATLAB R2016b或更高版本
- 必要工具包:基础MATLAB环境(无需额外工具箱)
- 硬件配置:普通计算机配置即可满足运行要求
文件说明
主程序文件集成了神经网络构建、训练执行和结果分析的全流程功能。具体包含网络参数初始化、训练数据准备、前向传播计算、误差反向传播、权重优化更新、训练过程监控可视化、分类性能评估计算以及最终预测结果输出等核心模块,实现了从数据输入到分类结果展示的完整处理链路。