智能控制 教學大綱

1、 智能控制 教學大綱一、課程說明課程編號： 090703Z1課程名稱（中/英文）：智能控制/Intelligent Control 課程類別：專業(yè)選修學時/學分：32/2.0先修課程：自動控制原理、人工智能適用專業(yè)：智能科學與技術、自動化、電氣、測控等專業(yè)教材、教學參考書：智能控制原理與應用，蔡自興等編著，清華大學出版社，2014年Intelligent Control: Principles, Techniques and Applications，Zi-xing Cai，World Scientific，2007年二、課程設置的目的意義智能控制是智能科學與技術專業(yè)與自動化、測控等專業(yè)的學生

2、進入專業(yè)學習的專業(yè)基礎課。通過本課程學習，使學生對智能控制的發(fā)展概況、基本原理和應用領域有初步了解，對主要技術及應用有一定掌握,啟發(fā)學生對智能控制的興趣，培養(yǎng)知識創(chuàng)新和技術創(chuàng)新能力。三、課程的基本要求1. 了解智能控制產生的背景、起源與發(fā)展,掌握智能控制的定義、特點、智能控制器的一般結構、智能控制的結構理論,尤其是智能控制的四元交集結構理論。2. 掌握現(xiàn)有主要智能控制系統(tǒng)的作用原理、類型結構、設計要求、控制特性和應用示例。這些系統(tǒng)有遞階控制系統(tǒng)、專家控制系統(tǒng)、模糊控制系統(tǒng)、神經控制系統(tǒng)和學習控制系統(tǒng)等。對于不同系統(tǒng),研究的側重點有所不同。3. 了解智能控制的研究和應用領域，把握智能控制的發(fā)展方

3、向及相關技術問題。通過本課程學習,要求學生對智能控制的發(fā)展概況、基本原理和應用領域有初步了解,對主要技術及應用有一定掌握,啟發(fā)學生對智能控制的興趣,培養(yǎng)知識創(chuàng)新和技術創(chuàng)新能力。上述內容系統(tǒng)全面,內容豐富,兼顧了經典與現(xiàn)代、基礎與應用等不同側面的內容。四、教學內容、重點難點及教學設計章節(jié)教學內容總學時學時分配教學重點教學難點教學方案設計（含教學方法、教學手段）講課(含研討)實踐第1章概論220智能控制的定義及進展、特點與結構理論深入掌握智能控制的學科結構理論，特別是智能控制四元交集結構理論的內涵課堂教學為主,充分利用網絡課程中的多媒體素材來表示抽象概念第2章遞階控制系統(tǒng)220遞階控制系統(tǒng)的定義、

4、遞階控制原理的解析公式、系統(tǒng)結構、控制模型及其典型實例等了解汽車自主駕駛系統(tǒng)的遞階結構和控制算法課堂教學為主,適當提問,多使用具體實例,將課程講述得淺顯易懂。第3章專家控制系統(tǒng)440專家系統(tǒng)的建造步驟、專家控制系統(tǒng)的結構與類型、 專家控制系統(tǒng)的應用舉例。專家系統(tǒng)的建造步驟及專家控制系統(tǒng)的設計原則課堂教學為主。適當提問,加深學生對基本原理和概念以及各個系統(tǒng)開發(fā)設計的理解。第4章模糊控制系統(tǒng)6421模糊數(shù)學基本知識；2模糊控制和模糊控制系統(tǒng)的原理與結構；3模糊控制器的設計內容與原則及控制規(guī)則形式；4. 模糊控制系統(tǒng)的設計方法；5模糊控制器的設計與應用舉例。1模糊控制器的設計內容、原則與方法；2剖析

5、模糊控制系統(tǒng)的應用實例。通過對數(shù)學基礎的牢固掌握,對模糊控制進行深入的理解,課堂教授為主。第5章神經控制系統(tǒng)6421人工神經網絡的基本知識；2基于神經網絡的知識表示與推理；3神經控制的典型結構方案；4. 神經控制器的設計舉例。1人工神經網絡的學習算法；2基于神經網絡的知識表示與推理方法；3神經控制的結構原理。課堂教學為主。適當提問,加深學生對概念的理解。注意結合學生已學的內容。及時提問、收集學生學習情況,多使用具體實例來加以說明,注意難易結合,將課程講述得較為淺顯易懂。第6章學習控制系統(tǒng)2201學習控制的定義及學習控制與自適應控制的關系；2學習控制的主要方案及其學習機制；3學習控制系統(tǒng)的應用舉

6、例。1從概念上理解學習控制與自適應控制的關系； 2各種學習控制的原理。課堂教學為主,結合人類自身的學習能力,由淺入深地理解學習、學習控制、學習控制系統(tǒng)的基本原理以及分析存在的問題。第7章進化控制與免疫控制2201遺傳算法的基本原理和求解步驟;2進化控制原理與系統(tǒng)結構；3進化控制的形式化描述；4免疫算法的定義和步驟；5免疫控制系統(tǒng)結構；6進化控制系統(tǒng)和免疫控制系統(tǒng)示例。1從本質上理解遺傳算法和免疫算法； 2進化控制系統(tǒng)和免疫控制系統(tǒng)的結構；3進化控制的形式化描述。以課堂講授為主,結合前面所講控制系統(tǒng)的實例,對學生進行啟發(fā)式引導,重點幫助理解各種新興控制算法的基本原理,求解步驟,可適當?shù)夭贾眠z傳算

7、法和免疫算法的編程實驗,培養(yǎng)學生的動腦動手能力。第8章網絡控制系統(tǒng)220網絡控制系統(tǒng)的一般原理與結構如何設計網絡控制系統(tǒng)。課堂教授為主第9章復合智能控制4221復合智能控制的概念與方案；2模糊神經復合控制原理；3模糊神經復合控制系統(tǒng)舉例；4專家模糊控制系統(tǒng)結構與實例。1從本質上理解采用復合智能控制的緣由； 2模糊神經控制的模型和控制算法；3專家模糊控制系統(tǒng)原理與實例。引導為主第10章課堂討論220根據(jù)給定的題目進行分組答辯與討論注：實踐包括實驗、上機等五、實踐教學內容和基本要求智能控制實驗課程是智能科學與技術等專業(yè)學生的一門專業(yè)課程,通過實驗軟件環(huán)境提供的大量演示性、驗證性和開發(fā)設計性實驗,幫

8、助學生更好地熟悉和掌握智能控制的基本原理和方法;通過實驗提高學生編寫實驗報告、總結實驗結果的能力;使學生對智能控制的相關理論有更深刻的認識。1、實驗內容：序號實驗內容學時備注1模糊方法實現(xiàn)閉環(huán)控制22單神經元自適應閉環(huán)控制23智能機器人的路徑規(guī)劃與行為決策22、實驗基本要求 1. 由指導教師講解實驗的基本要求,提示算法的基本思想; 2. 實驗一人一組,獨立完成實驗的演示、驗證和開發(fā)設計;3.學生在完成預習報告后才能進入實驗室進行實驗。六、考核方式及成績評定根據(jù)課程類型、課程性質、課程內容及特點，確定適合的考核內容、考核方式及成績評定?？己藘热葜攸c考核學生獲取知識的能力、應用所學知識分析問題和解決問題能力、實踐動手能力和創(chuàng)新能力等；考核方式采用多種形式（筆試、口試、答辯、測驗、論文等）、多個階段（平時測試、作業(yè)測評、課外閱讀、社會實踐、期末考核等）、多種類型（作品、課堂實訓、課堂討論、社會調查、