前言

在科学研究和工程计算领域经常会遇到一些非常复杂的计算问题。这些问题利用计算器或手工计算无法完成，只能借助计算机完成。MATLAB是MathWorks公司推出的一套高性能的数值计算和可视化软件。它集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体，构成了一个方便的、界面友好的用户环境。MATLAB强大的扩展功能和影响力吸引了各个领域的专家相继推出许多基于MATLAB的专用工具箱。MATLAB因强大的科学运算、灵活的程序设计流程、高质量的图形可视化与界面设计、与其他程序和语言具有便捷接口等成为当今世界最有活力和影响力的可视化软件之一。

人工智能（Artificial Intelligence，AI）一词最初是1956年在达特茅斯学院被提出的。从那以后，研究者发展了众多理论和原理，人工智能的概念也随之扩展。人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支。它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以与人类智能相似的方式做出反应的智能机器。该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能自诞生以来，理论和技术日益成熟，应用领域也不断扩大，可以设想，未来人工智能带来的科技产品将会是人类智慧的“容器”。

20世纪70年代起，人工智能就被称为世界三大尖端技术（空间技术、能源技术、人工智能）之一，也被认为是21世纪三大尖端技术（基因工程、纳米科学、人工智能）之一。这是因为这些年来它获得了迅速的发展，在很多学科领域都获得了广泛的应用，并取得了丰硕的成果。人工智能已逐步成为一个独立的分支，无论是在理论上，还是在实践上，都已自成一个系统。

本书详细介绍了应用MATLAB R2020a进行智能算法的分析及其在各领域中的应用。本书的编写具有以下特点。

1.由浅入深，步步紧扣

本书以MATLAB R2020a为平台，在了解MATLAB R2020a平台的基础上介绍了各种人工智能算法的原理、步骤、算法等内容，让各种智能问题在MATLAB R2020a中得到更好的解决。

2.内容新颖，应用典型

书中利用MATLAB剖析、解决各种智能问题，并通过实例向读者演示了如何利用MATLAB各种智能算法求解各领域中的实际问题，让读者做到理论与实践相结合，学以致用。

3.轻松易学，方便快捷

书中通过大量典型的应用例子来讲解，在讲解过程中辅以相应的图片，使读者在阅读时一目了然，从而轻松、快速地掌握书中的内容。利用MATLAB智能算法求解问题，可使读者高效率地解决在各领域中遇到的问题，进而提升工作效率。

本书基于MATLAB R2020a编写，全书共12章，包括的内容如下。

第1章：介绍MATLAB R2020a软件，主要包括MATLAB的概述、MATLAB R2020a的新功能、MATLAB的工作环境、MATLAB的编程基础、MATLAB的矩阵运算、MATLAB的程序结构等内容。

第2章：介绍智能算法的基本概念，主要包括人工智能的技术应用、人工智能的典型应用及人工智能的影响等内容。

第3章：介绍差分进化算法，主要包括差分进化算法的理论、基本差分进化算法、改进差分进化算法及差分进化算法的应用等内容。

第4章：介绍种群算法，主要包括种群的主要特征、种群动态模型、种群竞争模型等内容。

第5章：介绍遗传算法，主要包括遗传算法的概述、遗传算法的原理、遗传算法的改进方向、遗传算法的工具箱等内容。

第6章：介绍蚁群算法，主要包括蚁群算法的基础、改进的蚁群系统、自适应蚁群算法、蚁群优化算法的应用等内容。

第7章：介绍粒子群算法，主要包括粒子群算法的基础、基本粒子群算法、粒子群算法求解极值、改进粒子群算法等内容。

第8章：介绍免疫算法，主要包括免疫算法的基本概念、免疫算法算子、免疫算法的应用、人工免疫的粒子群聚类算法等内容。

第9章：介绍模拟退火算法，主要包括模拟退火算法的理论、模拟退火算法的改进方向、模拟退火的粒子群算法、模拟退火算法在最优化中的应用等内容。

第10章：介绍支持向量机算法，主要包括支持向量机的概述、统计学、支持向量机、支持向量机的应用等内容。

第11章：介绍神经网络算法，主要包括感知器、线性神经网络、BP神经网络、径向基函数神经网络等内容。

第12章：介绍模糊逻辑控制算法，主要包括模糊逻辑控制的概述、模糊逻辑控制工具箱、模糊逻辑控制系统的Simulink连接、模糊神经网络等内容。

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本书由佛山科学技术学院张德丰编著，由于时间仓促，加之作者水平有限，书中疏漏之处在所难免。在此，期望得到各领域专家和广大读者的批评指正。

编著者

2021.1