《智能控制》課程教學(xué)大綱（本科）

《智能控制》課程教學(xué)大綱注：課程類別是指公共基礎(chǔ)課/學(xué)科基礎(chǔ)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(xué)分2總學(xué)時(shí)32理論學(xué)時(shí)32實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時(shí)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(dòng)控制理論》、《現(xiàn)代控制理論》適用專業(yè)理工科專業(yè)（非計(jì)算機(jī)專業(yè)）開(kāi)課學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院執(zhí)筆人審定人制定時(shí)間2020年11月一、課程地位與課程目標(biāo)（-）課程地位《智能控制》是自動(dòng)化專業(yè)的專業(yè)教育課程，代表著自動(dòng)控制理論發(fā)展的新階段，教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生掌握智能控制的基本概念，熟悉智能控制系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)的一般方法及其應(yīng)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(luò)技術(shù)的理論與應(yīng)用作為主要教學(xué)內(nèi)容，介紹在工業(yè)領(lǐng)域中用傳統(tǒng)方法難以解決的復(fù)雜系統(tǒng)的控制問(wèn)題。學(xué)生通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，可掌握智能控制系統(tǒng)的基本概念、工作原理、設(shè)計(jì)方法和實(shí)際應(yīng)用，具備初步的運(yùn)用智能控制理論和技術(shù)，對(duì)復(fù)雜控制工程問(wèn)題進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)及解決實(shí)際問(wèn)題的能力。（二）課程目標(biāo)（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(shè)計(jì)的理論知識(shí)體系，具有面向自動(dòng)化領(lǐng)域復(fù)雜控制工程問(wèn)題的理解能力；培養(yǎng)大學(xué)生的科學(xué)精神，實(shí)事求是、開(kāi)拓進(jìn)取；（2）掌握模糊控制及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本原理，具有運(yùn)用智能控制理論，針對(duì)復(fù)雜控制工程問(wèn)題進(jìn)行計(jì)算和模擬的能力；培養(yǎng)大學(xué)生頑強(qiáng)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(shè)計(jì)的基本方法，具有運(yùn)用智能控制理論和技術(shù)，針對(duì)復(fù)雜控制工程問(wèn)題進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)和改進(jìn)的能力。二、課程目標(biāo)達(dá)成的途徑與方法《智能控制》課程教學(xué)以課堂教學(xué)為主，結(jié)合自主學(xué)習(xí)和上機(jī)教學(xué)，針對(duì)難以建模的控制對(duì)象，學(xué)習(xí)用模糊控制或人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的基本理論和方法，分析控制系統(tǒng)任務(wù)需求,設(shè)計(jì)控制器的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。培養(yǎng)學(xué)生掌握智能控制的基本概念，熟悉智能控制系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)的一般方法，具備初步的運(yùn)用智能控制理論和技術(shù)，針對(duì)復(fù)雜控制工程問(wèn)題進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)和改進(jìn)的能力。（1）課堂教學(xué)主要講述智能控制的基本概念，基本原理、基本設(shè)計(jì)方法，在課堂教學(xué)中，充分引入互動(dòng)環(huán)節(jié)，提高教學(xué)效果。通過(guò)指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)使用MATLAB仿真軟件，進(jìn)行簡(jiǎn)單的工程實(shí)例設(shè)計(jì)，使學(xué)生能夠更加容易理解抽象的理論知識(shí)，提高學(xué)習(xí)興趣，熟悉智能控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)的理論知識(shí)體系，形成良好的思維方式和學(xué)習(xí)方法。（2）針對(duì)某些較為容易或先期講解較為充分的知識(shí)點(diǎn)，列出部分內(nèi)容作為學(xué)生自主學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，訓(xùn)練、形成良好的專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)和能力。三、課程目標(biāo)與相關(guān)畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)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(biāo)1H課程目標(biāo)2H課程目標(biāo)3H注：1.支撐強(qiáng)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(jìn)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(yīng)用；了解智能控制系統(tǒng)的幾個(gè)重要分支：專家系統(tǒng)、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、學(xué)習(xí)控制;了解智能控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)。第2章模糊控制的理論基礎(chǔ)了解模糊控制的發(fā)展歷程、特點(diǎn)；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(yùn)算;熟練掌握模糊關(guān)系的定義及合成運(yùn)算；掌握語(yǔ)言變量的概念，掌握語(yǔ)言算子的概念和運(yùn)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(shè)計(jì)方法。第4章人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)模型了解人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)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(luò)及其BP學(xué)習(xí)算法；理解動(dòng)態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其狀態(tài)，理解二值型Hopfield網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)轉(zhuǎn)移關(guān)系，理解能量函數(shù)定義及其與穩(wěn)定狀態(tài)的關(guān)系，了解Hopfield網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)想記憶功能。第5章神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制論了解神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器的分類及特點(diǎn)；了解神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器的學(xué)習(xí)機(jī)制；理解神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器的設(shè)計(jì)方法。

五、課程學(xué)時(shí)安排

章節(jié)號(hào)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)數(shù)學(xué)生任務(wù)對(duì)應(yīng)課程口標(biāo)第1章第1章緒論智能控制的發(fā)展過(guò)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(yīng)用；了解智能控制系統(tǒng)的幾個(gè)重要分支：專家系統(tǒng)、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、學(xué)習(xí)控制；理解智能控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)1、完成作業(yè)：1-1,1-2課程目標(biāo)(1)第2章第2章模糊控制的理論基礎(chǔ)引言模糊集合論基礎(chǔ)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(diǎn)；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(yīng)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(yùn)算；掌握模糊關(guān)系的定義及合成運(yùn)算；掌握語(yǔ)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(fèi)模糊邏輯推理課程目標(biāo)(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(shè)計(jì)模糊控制器的設(shè)計(jì)舉例10了解模糊控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及應(yīng)用實(shí)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(shí)現(xiàn)方法；掌握模糊邏輯控制器的分析與設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)、模糊控制器仿真課程目標(biāo)(3)第4章第4章人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)模型4.1引言前向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型動(dòng)態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型10了解人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展歷程及其應(yīng)用；了解人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的分類和特點(diǎn)；理解感知器、多層前向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組成及算法；理解Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定狀態(tài)及狀態(tài)轉(zhuǎn)移關(guān)系；掌握用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)課程目標(biāo)(2)進(jìn)行分類、模式識(shí)別的原理和方法1、完成仿真作業(yè)：用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近非線性函數(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別大寫字母第5章第5章神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制論引言神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的學(xué)習(xí)機(jī)制2了解神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器的分類及特點(diǎn)；了解神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器的學(xué)習(xí)機(jī)制；理解神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器的設(shè)計(jì)方法課程目標(biāo)(3)備注：根據(jù)學(xué)生學(xué)情適當(dāng)安排教學(xué)進(jìn)度，并安排部分教學(xué)內(nèi)容為自學(xué)內(nèi)容，通過(guò)階段測(cè)試來(lái)對(duì)學(xué)生自學(xué)情況進(jìn)行考核。六、實(shí)踐環(huán)節(jié)及基本要求無(wú)。七、考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定表1考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定表考核內(nèi)容考核方式評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)(依據(jù))占總成績(jī)比例過(guò)程考核仿真作業(yè)學(xué)生課程平時(shí)成績(jī)考核細(xì)則5次上機(jī)仿真作業(yè)成績(jī)20%課堂表現(xiàn)成績(jī)學(xué)生課程平時(shí)成績(jī)考核細(xì)則10%期末考核開(kāi)卷試卷參考答案和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)70%考核類別考試成績(jī)登記方式百分制表2課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)和達(dá)成標(biāo)準(zhǔn)課程目標(biāo)教學(xué)環(huán)節(jié)考核環(huán)節(jié)合格標(biāo)準(zhǔn)課程目標(biāo)1講授仿真作業(yè)A0.6課堂表現(xiàn)成績(jī)B期末考試成績(jī)C1目標(biāo)達(dá)成度=0.2xA+0.1x—+0.7x—BoCl0課程目標(biāo)2講授、討論仿真作業(yè)A0.6課堂表現(xiàn)成績(jī)B

期末考試成績(jī)C2目標(biāo)達(dá)成度=O.2xA+o,lx—+0.7x-^-A。B。