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文檔簡介

《智能控制》課程教學大綱注:課程類別是指公共基礎課/學科基礎課/專業(yè)課;課程性質(zhì)是指必修/限選/任選。課程英文名IntelligentControl課程代碼01M0049學分2總學時32理論學時32實驗/實踐學時o課程類別專業(yè)教育課課程性質(zhì)選修課先修課程《自動控制理論》、《現(xiàn)代控制理論》適用專業(yè)理工科專業(yè)(非計算機專業(yè))開課學院機電工程學院執(zhí)筆人審定人制定時間2020年11月一、課程地位與課程目標(-)課程地位《智能控制》是自動化專業(yè)的專業(yè)教育課程,代表著自動控制理論發(fā)展的新階段,教學目的是培養(yǎng)學生掌握智能控制的基本概念,熟悉智能控制系統(tǒng)分析設計的一般方法及其應用。本課程以智能控制中發(fā)展比較成熟的模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡技術的理論與應用作為主要教學內(nèi)容,介紹在工業(yè)領域中用傳統(tǒng)方法難以解決的復雜系統(tǒng)的控制問題。學生通過本課程的學習,可掌握智能控制系統(tǒng)的基本概念、工作原理、設計方法和實際應用,具備初步的運用智能控制理論和技術,對復雜控制工程問題進行分析、設計及解決實際問題的能力。(二)課程目標(1)理解智能控制的基本概念,熟悉智能控制系統(tǒng)分析與設計的理論知識體系,具有面向自動化領域復雜控制工程問題的理解能力;培養(yǎng)大學生的科學精神,實事求是、開拓進??;(2)掌握模糊控制及人工神經(jīng)網(wǎng)絡的基本原理,具有運用智能控制理論,針對復雜控制工程問題進行計算和模擬的能力;培養(yǎng)大學生頑強拼搏、不畏挫折、勇于創(chuàng)新的精神。(3)掌握智能控制系統(tǒng)設計的基本方法,具有運用智能控制理論和技術,針對復雜控制工程問題進行分析、設計和改進的能力。二、課程目標達成的途徑與方法《智能控制》課程教學以課堂教學為主,結(jié)合自主學習和上機教學,針對難以建模的控制對象,學習用模糊控制或人工神經(jīng)網(wǎng)絡控制的基本理論和方法,分析控制系統(tǒng)任務需求,設計控制器的專業(yè)基礎知識。培養(yǎng)學生掌握智能控制的基本概念,熟悉智能控制系統(tǒng)分析設計的一般方法,具備初步的運用智能控制理論和技術,針對復雜控制工程問題進行分析、設計和改進的能力。(1)課堂教學主要講述智能控制的基本概念,基本原理、基本設計方法,在課堂教學中,充分引入互動環(huán)節(jié),提高教學效果。通過指導學生學習使用MATLAB仿真軟件,進行簡單的工程實例設計,使學生能夠更加容易理解抽象的理論知識,提高學習興趣,熟悉智能控制系統(tǒng)分析與設計的理論知識體系,形成良好的思維方式和學習方法。(2)針對某些較為容易或先期講解較為充分的知識點,列出部分內(nèi)容作為學生自主學習環(huán)節(jié),訓練、形成良好的專業(yè)知識學習方法,培養(yǎng)學生自主學習意識和能力。三、課程目標與相關畢業(yè)要求的對應關系課程目標畢業(yè)要求(支撐程度H、M、L)畢業(yè)要求1-3畢業(yè)要求3-1畢業(yè)要求3-3課程目標1H課程目標2H課程目標3H注:1.支撐強度分別填寫H、M或L(其中H表示支撐程度高、M為中等、L為低);2.畢業(yè)要求須根據(jù)課程所在專業(yè)培養(yǎng)方案進行描述。四、課程主要內(nèi)容與基本要求第1章緒論了解智能控制的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀及應用;了解智能控制系統(tǒng)的幾個重要分支:專家系統(tǒng)、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制、學習控制;了解智能控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、特點。第2章模糊控制的理論基礎了解模糊控制的發(fā)展歷程、特點;了解模糊隸屬度函數(shù)的建立原則和方法,熟悉幾類常用的隸屬度函數(shù);熟練掌握模糊集合、模糊隸屬度函數(shù)的概念,熟練掌握模糊集合的表示方法及基本運算;熟練掌握模糊關系的定義及合成運算;掌握語言變量的概念,掌握語言算子的概念和運算,掌握模糊邏輯推理方法。第3章模糊控制系統(tǒng)掌握模糊控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)與工作原理;掌握模糊控制器的結(jié)構(gòu),掌握常規(guī)模糊控制器的設計方法。第4章人工神經(jīng)元網(wǎng)絡模型了解人工神經(jīng)網(wǎng)絡的發(fā)展歷程和分類,掌握人工神經(jīng)元結(jié)構(gòu)模型;理解感知器模型及其算法,理解多層前向神經(jīng)網(wǎng)絡及其BP學習算法;理解動態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡及其狀態(tài),理解二值型Hopfield網(wǎng)絡狀態(tài)轉(zhuǎn)移關系,理解能量函數(shù)定義及其與穩(wěn)定狀態(tài)的關系,了解Hopfield網(wǎng)絡的聯(lián)想記憶功能。第5章神經(jīng)網(wǎng)絡控制論了解神經(jīng)網(wǎng)絡控制器的分類及特點;了解神經(jīng)網(wǎng)絡控制器的學習機制;理解神經(jīng)網(wǎng)絡控制器的設計方法。

五、課程學時安排

章節(jié)號教學內(nèi)容學時數(shù)學生任務對應課程口標第1章第1章緒論智能控制的發(fā)展過程智能控制的主要方法智能控制系統(tǒng)的構(gòu)成原理2了解智能控制的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀和應用;了解智能控制系統(tǒng)的幾個重要分支:專家系統(tǒng)、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制、學習控制;理解智能控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、特點1、完成作業(yè):1-1,1-2課程目標(1)第2章第2章模糊控制的理論基礎引言模糊集合論基礎模糊邏輯、模糊邏輯推理和合成8了解模糊控制的發(fā)展歷程、特點;理解隸屬度函數(shù)的建立原則和方法;理解幾類典型的隸屬度函數(shù)及其應用;掌握模糊集合、模糊隸屬度函數(shù)的概念;掌握模糊集合的表示方法及基本運算;掌握模糊關系的定義及合成運算;掌握語言變量的定義;掌握基本的模糊邏輯推理方法1、完成作業(yè):2-2,2-4,2-52、完成仿真作業(yè):小費模糊邏輯推理課程目標(2)第3章第3章模糊控制系統(tǒng)模糊控制系統(tǒng)的組成模糊控制系統(tǒng)的設計模糊控制器的設計舉例10了解模糊控制系統(tǒng)的特點及應用實例;理解模糊控制系統(tǒng)的組成與工作原理;理解模糊邏輯控制器的主要功能模糊化、模糊邏輯推理、精確化及其實現(xiàn)方法;掌握模糊邏輯控制器的分析與設計方法1、完成作業(yè):3-2,3-32、完成仿真作業(yè):通用模糊控制器設計、模糊控制器仿真課程目標(3)第4章第4章人工神經(jīng)元網(wǎng)絡模型4.1引言前向神經(jīng)網(wǎng)絡模型動態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡模型10了解人工神經(jīng)網(wǎng)絡發(fā)展歷程及其應用;了解人工神經(jīng)網(wǎng)絡的分類和特點;理解感知器、多層前向神經(jīng)網(wǎng)絡組成及算法;理解Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡的穩(wěn)定狀態(tài)及狀態(tài)轉(zhuǎn)移關系;掌握用神經(jīng)網(wǎng)絡課程目標(2)進行分類、模式識別的原理和方法1、完成仿真作業(yè):用神經(jīng)網(wǎng)絡逼近非線性函數(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡識別大寫字母第5章第5章神經(jīng)網(wǎng)絡控制論引言神經(jīng)網(wǎng)絡控制的學習機制2了解神經(jīng)網(wǎng)絡控制器的分類及特點;了解神經(jīng)網(wǎng)絡控制器的學習機制;理解神經(jīng)網(wǎng)絡控制器的設計方法課程目標(3)備注:根據(jù)學生學情適當安排教學進度,并安排部分教學內(nèi)容為自學內(nèi)容,通過階段測試來對學生自學情況進行考核。六、實踐環(huán)節(jié)及基本要求無。七、考核方式及成績評定表1考核方式及成績評定表考核內(nèi)容考核方式評定標準(依據(jù))占總成績比例過程考核仿真作業(yè)學生課程平時成績考核細則5次上機仿真作業(yè)成績20%課堂表現(xiàn)成績學生課程平時成績考核細則10%期末考核開卷試卷參考答案和評分標準70%考核類別考試成績登記方式百分制表2課程目標考核環(huán)節(jié)和達成標準課程目標教學環(huán)節(jié)考核環(huán)節(jié)合格標準課程目標1講授仿真作業(yè)A0.6課堂表現(xiàn)成績B期末考試成績C1目標達成度=0.2xA+0.1x—+0.7x—BoCl0課程目標2講授、討論仿真作業(yè)A0.6課堂表現(xiàn)成績B

期末考試成績C2目標達成度=O.2xA+o,lx—+0.7x-^-A。B。

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