《智能控制技術(shù)》課程教學(xué)大綱（機(jī)器人工程專業(yè)）

《智能控制技術(shù)》課程教學(xué)大綱一、課程簡介課程中文名智能控制技術(shù)課程英文名IntelligentControlTechnology雙語授課□是eq\o\ac(□,√)否課程代碼24122043課程學(xué)分2總學(xué)時數(shù)32課程類別□通識教育課程□公共基礎(chǔ)課程eq\o\ac(□,√)專業(yè)教育課程□綜合實(shí)踐課程□教師教育課程課程性質(zhì)□必修eq\o\ac(□,√)選修□其他課程形態(tài)□線上eq\o\ac(□,√)線下□線上線下混合式□社會實(shí)踐□虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核方式□閉卷□開卷eq\o\ac(□,√)課程論文□課程作品□匯報展示□報告□課堂表現(xiàn)□階段性測試□平時作業(yè)□其他（可多選）開課學(xué)院機(jī)器人工程學(xué)院開課系(教研室)機(jī)器人工程面向?qū)I(yè)機(jī)器人工程開課學(xué)期第七學(xué)期課程負(fù)責(zé)人吳海濤審核人姚正華先修課程自動控制理論、人工智能技術(shù)后續(xù)課程畢業(yè)設(shè)計、機(jī)器人建模與仿真選用教材劉金琨.智能控制(第5版)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2021.參考書目孫增圻.智能控制理論與技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2011.課程資源無課程簡介智能控制是導(dǎo)論是機(jī)器人工程專業(yè)的一門專業(yè)選修課程。課程內(nèi)容主要包括：專家控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、以及遺傳算法等內(nèi)容的理論、方法和實(shí)驗(yàn)、案例。本課程的學(xué)習(xí)有助于掌握和進(jìn)一步學(xué)習(xí)深度學(xué)習(xí)等最新研究方向，能夠使用人工智能的方法搭建控制系統(tǒng)，設(shè)計控制算法和程序從而實(shí)現(xiàn)被控對象的有效控制功能，同時具有智能、快速、有效的特點(diǎn)，同時能夠把學(xué)習(xí)者從編程中解放出來，更專注于工程問題的解決。二、課程目標(biāo)表2-1課程目標(biāo)序號具體課程目標(biāo)課程目標(biāo)1具備應(yīng)用人工智能的方法搭建控制系統(tǒng)能力。課程目標(biāo)2掌握應(yīng)用人工智能技術(shù)設(shè)計控制算法和程序，能夠不斷獲取相關(guān)新知識。表2-2課程目標(biāo)與畢業(yè)要求對應(yīng)關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)畢業(yè)要求3：設(shè)計/開發(fā)解決方案【M】指標(biāo)點(diǎn)3.1：能夠分析復(fù)雜工程問題，設(shè)計解決方案，并體現(xiàn)出創(chuàng)新意識。1畢業(yè)要求4：研究【L】指標(biāo)點(diǎn)4.2：能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對復(fù)雜機(jī)器人工程問題制定實(shí)驗(yàn)方案并實(shí)施。2三、課程學(xué)習(xí)內(nèi)容與方法（一）理論學(xué)習(xí)內(nèi)容及要求表3-1課程目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容和教學(xué)方法對應(yīng)關(guān)系序號課程模塊學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)習(xí)任務(wù)課程目標(biāo)學(xué)習(xí)重點(diǎn)難點(diǎn)教學(xué)方法學(xué)時1緒論1.智能控制的發(fā)展過程1.預(yù)習(xí)：整章教材、課件2.拓展閱讀：智能控制技術(shù)發(fā)展簡史、學(xué)科前沿文獻(xiàn)1、2重點(diǎn)：1.智能控制的重要分支2.智能控制的特點(diǎn)3.智能控制的研究工具及應(yīng)用難點(diǎn)：1.智能控制的研究工具及應(yīng)用講授法：針對1、2節(jié)討論法：針對第3節(jié)22.智能控制的重要分支3.智能控制的特點(diǎn)、研究工具及應(yīng)用2專家控制1.專家系統(tǒng)1.預(yù)習(xí)：整章教材、課件2.主題討論：如何將專家系統(tǒng)與自動控制技術(shù)相結(jié)合？1、2重點(diǎn)：1.專家控制的組成2.專家控制的原理及應(yīng)用難點(diǎn)：1.專家控制的應(yīng)用講授法：針對1、2節(jié)討論法：針對第3節(jié)42.專家控制3.應(yīng)用實(shí)例3模糊控制的理論基礎(chǔ)1.模糊集合的定義和表示1.預(yù)習(xí)：整章教材、課件2.主題討論：如何實(shí)現(xiàn)模糊關(guān)系的合成和實(shí)現(xiàn)模糊推理？1、2重點(diǎn)：1.模糊集合的基本運(yùn)算2.隸屬度及隸屬函數(shù)3.模糊關(guān)系及其推理難點(diǎn)：1.模糊關(guān)系及其推理講授法：針對1-6節(jié)討論法：針對第7節(jié)82.模糊集合的基本運(yùn)算3.隸屬度及隸屬函數(shù)4.模糊關(guān)系5.模糊推理6.Mamdani推理法7.應(yīng)用實(shí)例4模糊控制1.模糊控制的基本原理1.預(yù)習(xí)：整章教材、課件2.主題討論：如何將模糊集合理論、模糊邏輯與自動控制技術(shù)相結(jié)合？1、2重點(diǎn)：1.模糊控制的基本原理2.模糊控制器的設(shè)計難點(diǎn)：1.模糊控制器的設(shè)計講授法：針對1-3節(jié)討論法：針對第4節(jié)42.模糊控制器的組成3.模糊控制器的設(shè)計4.應(yīng)用實(shí)例5神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的理論基礎(chǔ)1.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概述1.預(yù)習(xí)：整章教材、課件2.主題討論：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究分為哪幾個方面，它們對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的性能有什么影響？1、2重點(diǎn)：1.神經(jīng)元與數(shù)學(xué)模型2.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)3.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法難點(diǎn)：1.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法講授法：針對1-5節(jié)討論法：針對第6、7節(jié)62.神經(jīng)元與數(shù)學(xué)模型3.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)4.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)概述5.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法6.BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)7.學(xué)習(xí)的類型6神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制1.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)辨識1.預(yù)習(xí)：整章教材、課件2.主題討論：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在自動控制任務(wù)中的作用是什么？1、2重點(diǎn)：1.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)辨識2.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制難點(diǎn)：1.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)辨識應(yīng)用講授法：針對1、2節(jié)討論法：針對第3節(jié)42.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制3.應(yīng)用實(shí)例7遺傳算法控制參數(shù)優(yōu)化1.遺傳算法的基本原理1.預(yù)習(xí)：整章教材、課件2.主題討論：遺傳算法的主要作用是什么？為了遺傳算法會具有優(yōu)化計算的作用？有沒有其他類似的算法？1、2重點(diǎn)：1.遺傳算法的基本原理2.遺傳算法的PID參數(shù)優(yōu)化難點(diǎn)：1.遺傳算法的應(yīng)用講授法：針對1、2節(jié)討論法：針對第3節(jié)42.遺傳算法的設(shè)計及PID參數(shù)優(yōu)化3.應(yīng)用實(shí)例四、課程考核（一）考核內(nèi)容與考核方式表4-1課程目標(biāo)、考核內(nèi)容與考核方式對應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)考核內(nèi)容所屬學(xué)習(xí)模塊/項目考核占比考核方式課程目標(biāo)11.智能控制的基本概念、智能控制系統(tǒng)的研究內(nèi)容160%課堂表現(xiàn)、作業(yè)、課程論文2.專家控制的原理23.模糊控制的原理3、44.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的原理5、65.遺傳算法的原理7課程目標(biāo)21.模糊控制的應(yīng)用3、440%課堂表現(xiàn)、作業(yè)、課程論文2.專家控制的應(yīng)用23.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的應(yīng)用5、64.遺傳算法在控制系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用7表4-2課程目標(biāo)與考核方式矩陣關(guān)系課程目標(biāo)考核方式考核占比（此處需與上表基本一致）課程論文成績比例50%階段性測驗(yàn)比例20%作業(yè)完成情況比例20%課堂表現(xiàn)比例10%課程目標(biāo)160%55%60%60%60%課程目標(biāo)240%40%50%40%40%（二）成績評定1.平時成績評定（1）課堂表現(xiàn)（20%）：通過學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)情況、發(fā)言與提問情況和考勤情況，來評價學(xué)生相關(guān)的能力；（2）作業(yè)完成情況（40%）：圍繞課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行作業(yè)的設(shè)計。如讓學(xué)生簡述對知識的認(rèn)識，考核學(xué)生對于概念的理解情況，幫助學(xué)生將定義轉(zhuǎn)化為自己的理解；（3）階段性測驗(yàn)（40%）：學(xué)生在平時知識總結(jié)中掌握課程的情況。2.期末成績評定期末考核主要考察學(xué)生對機(jī)器人工程相關(guān)學(xué)科知識的應(yīng)用現(xiàn)狀，發(fā)展趨勢的認(rèn)識。方式為開放性學(xué)術(shù)論文，論文主題內(nèi)容應(yīng)關(guān)于機(jī)器人工程相關(guān)學(xué)科。（1）課程論文（100%）：學(xué)生收集資料能力，綜合分析能力，解決實(shí)際問題能力和合作研究能力。3.總成績評定總成績（100%）=平時成績（50%）+期末成績（50%）（三）評分標(biāo)準(zhǔn)表5評分標(biāo)準(zhǔn)（非試卷考核項目）考核項目評分標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)秀(100>x≥90)良好(90>x≥80)中等(80>x≥70)及格(70>x≥60)不及格(x<60)課程論文（1）論文選題符合課程性質(zhì)，選題范圍適中，具有較高的研究價值和意義，表現(xiàn)出很強(qiáng)的問題意識。（2）論證過程嚴(yán)謹(jǐn)，所使用的證據(jù)或材料充分，結(jié)論清晰，具有相當(dāng)?shù)恼f服力和解釋力。（3）文章結(jié)構(gòu)合理，組織嚴(yán)密，連貫一致。（4）語言表達(dá)準(zhǔn)確，敘述清楚，所使用的教育專業(yè)術(shù)語規(guī)范。（5）論文符合學(xué)術(shù)規(guī)范。（1）論文選題恰當(dāng)合理，具有較高的研究價值和意義，表現(xiàn)出較強(qiáng)的問題意識。（2）論證過程較為嚴(yán)謹(jǐn)，所使用的證據(jù)或材料較為充分，結(jié)論清晰，具有較強(qiáng)的說服力和解釋力。（3）文章結(jié)構(gòu)合理，組織較為嚴(yán)密，連貫一致。（4）語言表達(dá)較為準(zhǔn)確，敘述清楚，所使用的教育專業(yè)術(shù)語較為規(guī)范。（5）論文基本符合學(xué)術(shù)規(guī)范，無明顯錯誤。（1）論文選題較為合理，具有一定的研究價值和意義，表現(xiàn)出一定的問題意識。（2）論證過程具有一定的嚴(yán)謹(jǐn)性，所使用的證據(jù)或材料較為充分，結(jié)論清晰，具有一定的說服力和解釋力。（3）文章結(jié)構(gòu)較為合理，組織較為嚴(yán)密。（4）語言表達(dá)較為準(zhǔn)確，敘述較為清楚，所使用的教育專業(yè)術(shù)語較為規(guī)范。（5）論文基本符合學(xué)術(shù)規(guī)范，有部分錯誤。（1）論文主題具有一定的研究價值和意義，但選題凝練不夠，問題意識欠佳。（2）論證過程較為合理但不太嚴(yán)謹(jǐn)，具有一定的證據(jù)或材料但不夠充分，結(jié)論基本清晰。（3）文章結(jié)構(gòu)較為合理，組織具有一定的嚴(yán)密性，但存在部分不連貫現(xiàn)象。（4）語言表達(dá)基本清楚，所使用的教育專業(yè)術(shù)語基本規(guī)范。（5）論文基本符合學(xué)術(shù)規(guī)范，有部分錯誤。（1）論文選題不符合課程性質(zhì)，或主題不明確