《自動化學(xué)科前沿知識專題講座》課程教學(xué)大綱

《自動化學(xué)科前沿知識專題講座》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱自動化學(xué)科前沿知識專題講座AdvancesinControlScienceandControlEngineering課程編碼CTL123411010開課院部控制科學(xué)與工程學(xué)院課程團隊（未設(shè)置）學(xué)分1.0課內(nèi)學(xué)時16講授16實驗0上機0實踐0課外學(xué)時16適用專業(yè)自動化授課語言中文先修課程課程簡介（必修）本課程的宗旨是讓高年級學(xué)生了解控制科學(xué)與工程新發(fā)展和前沿知識，重點介紹本學(xué)科的新理論、新技術(shù)、新方法和新成果，使得學(xué)生在掌握一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識前提下，能夠了解和掌握本學(xué)科專業(yè)的前沿知識，同時激發(fā)學(xué)生對本學(xué)科專業(yè)的探索精神和創(chuàng)新意識與能力。Thiscourseintroducetheadvancesincontrolscienceandcontrolengineering,focusingonnewcontroltheory,newcontroltechnology,newcontrolstrategyandthenewachievementsincontrolengineering.Havingafoundationofprofessionalknowledge,thestudentscanunderstandandmastertheadvancesincontrolscienceandcontrolengineering.Thecoursewillinspirethestudents’exploringspiritandinnovationconsciousnessandability.負責(zé)人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標(biāo)序號代號課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點任務(wù)自選1M1目標(biāo)1：在解決石油石化等行業(yè)自動化領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的具體實踐過程中，能夠理解和評價工程實踐對環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的影響，體現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保意識是7.22M2目標(biāo)2：能夠閱讀并理解外文科技文獻，了解專業(yè)領(lǐng)域的國際發(fā)展?fàn)顩r，理解和尊重世界不同文化的差異性和多樣性，在跨文化背景下進行溝通和交流是10.33M3目標(biāo)3：關(guān)注自動化領(lǐng)域的前沿發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，理解技術(shù)應(yīng)用發(fā)展和技術(shù)進步對于知識和能力的影響和要求，對于自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的必要性有正確的認(rèn)識是12.1三、課程內(nèi)容序號章節(jié)號標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時教學(xué)方式課外學(xué)時課外環(huán)節(jié)1專題1多相動態(tài)過程檢測技術(shù)新進展包括三個專題：天然氣水合物聲電特性檢測、氣液兩相流參數(shù)檢測和嚴(yán)重段塞流控制。專題一介紹天然氣水合物的物理特性、含天然氣水合物多相孔隙介質(zhì)的聲學(xué)和電學(xué)特性檢測方法以及檢測系統(tǒng)；專題二介紹油氣混輸管道中的氣液兩相流動參數(shù)的特征以及相應(yīng)的檢測方法；專題三介紹海上油氣開發(fā)系統(tǒng)中立管內(nèi)嚴(yán)重段塞流的主動式和被動式控制方法。/2講授、討論2自學(xué)資料2專題2微納氣濕敏先進傳感技術(shù)與微系統(tǒng)及其應(yīng)用高性能氣濕敏傳感技術(shù)及微系統(tǒng)對于環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)及礦業(yè)生產(chǎn)、公共安全、民生健康、智能傳感網(wǎng)領(lǐng)域具有重要的意義。該講座立足于電子信息與自動化技術(shù)的發(fā)展前沿，主要講授氣濕敏傳感器構(gòu)建原理、器件制造和系統(tǒng)集成方法、微納傳感器陣列制造、多維陣列信號處理、信息獲取與物聯(lián)網(wǎng)等關(guān)鍵技術(shù)，并以復(fù)雜環(huán)境下多組分氣體檢測為案例進行介紹。2講授、討論2自學(xué)資料3專題3智能感知與物聯(lián)網(wǎng)主要介紹無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展進程，重點講解了無線傳感網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)、應(yīng)用領(lǐng)域和關(guān)鍵技術(shù)以及新型低功耗廣域網(wǎng)的基本特征，并簡要介紹了近期在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)鄰節(jié)點發(fā)現(xiàn)、RFID標(biāo)簽監(jiān)測等方向的研究成果。2講授、討論2自學(xué)資料4專題4網(wǎng)絡(luò)化隨機系統(tǒng)的控制、濾波與故障診斷近年來，網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)由于其成本低、重量輕、安裝維護容易等優(yōu)點在現(xiàn)代工業(yè)系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用?？刂菩盘柦?jīng)過網(wǎng)絡(luò)傳輸時不可避免的受到各種隨機干擾因素的影響，網(wǎng)絡(luò)信道帶寬受限的本質(zhì)約束也會誘發(fā)數(shù)據(jù)丟失和信號量化等問題。本次前沿講座將針對控制領(lǐng)域新的研究熱點——網(wǎng)絡(luò)化隨機系統(tǒng)的控制、濾波與故障診斷，簡單介紹相關(guān)問題與研究現(xiàn)狀。2講授、討論2自學(xué)資料5專題5基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的過程故障診斷方法故障診斷技術(shù)在保障過程安全和提高產(chǎn)品質(zhì)量方面具有重要意義。本講首先回顧現(xiàn)有的故障診斷方法，包括基于模型的方法、基于知識的方法、基于數(shù)據(jù)的方法。然后重點討論的數(shù)據(jù)驅(qū)動的故障診斷方法，特別是分析一種典型的數(shù)據(jù)驅(qū)動方法——主元分析。最后，給出了一些工業(yè)應(yīng)用案例，并列出了將來的研究方向。2講授、討論2自學(xué)資料6專題6基于典型相關(guān)分析的多視角圖像識別算法隨著便攜式數(shù)字圖片采集和存儲設(shè)備的發(fā)展，海量的數(shù)字圖片出現(xiàn)在我們的日常生活中。這些圖片一方面使得我們的生活更加智能，另一方面也給機器學(xué)習(xí)和圖像識別領(lǐng)域帶來新的挑戰(zhàn)。多視角學(xué)習(xí)能夠利用多視角圖片中的互補信息，更加全面的學(xué)習(xí)到目標(biāo)對象的本質(zhì)特征，進而提高分類性能。本講較少主要典型相關(guān)分析算法（CCA）等無監(jiān)督的多視角學(xué)習(xí)算法，以及其在人臉識別以及手寫數(shù)字識別中等領(lǐng)域的應(yīng)用。2講授、討論2自學(xué)資料7專題7復(fù)雜工業(yè)過程先進控制與智能控制技術(shù)針對復(fù)雜工業(yè)過程中可能具有的非線性、大滯后、強干擾、參數(shù)時變、變量耦合及關(guān)鍵質(zhì)量變量不可測等問題，先進控制技術(shù)在挖掘裝置生產(chǎn)潛能、提高企業(yè)經(jīng)濟效益中發(fā)揮著重要作用。主要向?qū)W生介紹先進控制技術(shù)、智能控制技術(shù)、軟測量、典型先進控制算法的概念、原理、應(yīng)用、技術(shù)前沿等。2講授、討論2自學(xué)資料8專題8智能工廠介紹流程工業(yè)實現(xiàn)智能工廠涉及到的數(shù)字化、集成化、模型化、可視化、自動化，以及基于相關(guān)技術(shù)的智能工廠的生產(chǎn)管控、供應(yīng)鏈管理、設(shè)備管理、能源管理、安環(huán)管控、輔助決策業(yè)務(wù)實現(xiàn)技術(shù)，重點介紹煉油和化工生產(chǎn)管控一體化、石化全產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈協(xié)同一體化、工廠設(shè)備資產(chǎn)全生命周期管理。2講授、討論2自學(xué)資料四、考核方式序號考核環(huán)節(jié)操作細節(jié)總評占比1課堂表現(xiàn)每次講座布置1個思考題或隨機測驗、討論互動10%2綜述報告樹立環(huán)保節(jié)能意識、關(guān)注和跟蹤學(xué)科前沿、具有自我學(xué)習(xí)與總結(jié)、自我提升的意識90%五、評分細則序號課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評分等級1M1課堂表現(xiàn)20%A-能夠全面準(zhǔn)確掌握自動化技術(shù)發(fā)展中對環(huán)境考慮、對節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展的影響，并能在調(diào)研文獻、公司咨詢、課堂討論、報告等環(huán)節(jié)明確體現(xiàn)相應(yīng)的知識的掌握；B-能夠全面掌握自動化技術(shù)發(fā)展中對環(huán)境考慮、對節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展的影響，并能在調(diào)研文獻、公司咨詢、課堂討論、報告等環(huán)節(jié)明確體現(xiàn)相應(yīng)的知識的掌握；C-能夠概括掌握自動化技術(shù)發(fā)展中對環(huán)境考慮、對節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展的影響，并能在調(diào)研文獻、公司咨詢、課堂討論、報告等環(huán)節(jié)明確體現(xiàn)相應(yīng)的知識的掌握；D能夠了解自動化技術(shù)發(fā)展中對環(huán)境考慮、對節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展的影響，并能在調(diào)研文獻、公司咨詢、課堂討論、報告等環(huán)節(jié)明確體現(xiàn)相應(yīng)的知識的掌握；E不能夠掌握自動化技術(shù)發(fā)展中對環(huán)境考慮、對節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展的影響，并能在調(diào)研文獻、公司咨詢、課堂討論、報告等環(huán)節(jié)明確體現(xiàn)相應(yīng)的知識的掌握。2M2課堂表現(xiàn)20%A-能全面準(zhǔn)確掌握自動化技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，能通過聽課、技術(shù)綜述、公司咨詢、課堂討論、報告等環(huán)節(jié)體現(xiàn)掌握相應(yīng)的知識和能力；B-能全面掌握自動化技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，能通過聽課、技術(shù)綜述、公司咨詢、課堂討論、報告等環(huán)節(jié)體現(xiàn)掌握相應(yīng)的知識和能力；C-能概括掌握自動化技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，能通過聽課、技術(shù)綜述、公司咨詢、課堂討論、報告等環(huán)節(jié)體現(xiàn)掌握相應(yīng)的知識和能力；D能了解自動化技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，能通過聽課、技術(shù)綜述、公司咨詢、課堂討論、報告等環(huán)節(jié)體現(xiàn)掌握相應(yīng)的知識和能力；E不能掌握自動化技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，能通過聽課、技術(shù)綜述、公司咨詢、課堂討論、報告等環(huán)節(jié)體現(xiàn)掌握相應(yīng)的知識和能力；3M3課堂表現(xiàn)60%A-能全面準(zhǔn)確掌握自動化領(lǐng)域檢測、控制、模式識別與智能系統(tǒng)方面的最新發(fā)展趨勢和技術(shù)，學(xué)生在聽課、調(diào)研文獻、公司咨詢、課堂討論、報告等環(huán)節(jié)具有全面的知識和能力；B-能全面掌握自動化領(lǐng)域檢測、控制、模式識別與智能系統(tǒng)方面的最新發(fā)展趨勢和技術(shù)，學(xué)生在聽課、調(diào)研文獻、公司咨詢、課堂討論、報告等環(huán)節(jié)具有相應(yīng)的知識和能力；C-能概括自動化領(lǐng)域檢測、控制、模式識別與智能系統(tǒng)方面的最新發(fā)展趨勢和技術(shù)，學(xué)生在聽課、調(diào)研文獻、公司咨詢、課堂討論、報告等環(huán)節(jié)具有某個領(lǐng)域的知識和能力；D能了解自動化領(lǐng)域檢測、控制、模式識別與智能系統(tǒng)方面的最新發(fā)展趨勢和技術(shù)，學(xué)生在聽課、調(diào)研文獻、公司咨詢、課堂討論、報告等環(huán)節(jié)具有全面部分的知識和能力；E-不能掌握自動化領(lǐng)域檢測、控制、模式識別與智能系統(tǒng)方面的最新發(fā)展趨勢和技術(shù)，學(xué)生在聽課、調(diào)研文獻、公司咨詢、課堂討論、報告等環(huán)節(jié)不具有相應(yīng)的知識和能力。4M1綜述報告20%A能夠全面準(zhǔn)確掌握自動化技術(shù)發(fā)展中對環(huán)境考慮、對節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展的影響，并能在調(diào)研文獻、公司咨詢、課堂討論、報告等環(huán)節(jié)明確體現(xiàn)相應(yīng)的知識的掌握，參考英文文獻不少于≥30%；B能夠全面掌握自動化技術(shù)發(fā)展中對環(huán)境考慮、對節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展的影響，并能在調(diào)研文獻、公司咨詢、課堂討論、報告等環(huán)節(jié)明確體現(xiàn)相應(yīng)的知識的掌握，參考英文文獻占20%~30%；C能夠概括掌握自動化技術(shù)發(fā)展中對環(huán)境考慮、對節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展的影響，并能在調(diào)研文獻、公司咨詢、課堂討論、報告等環(huán)節(jié)明確體現(xiàn)相應(yīng)的知識的掌握，參考英文文獻占10%~20%；D能夠了解自動化技術(shù)發(fā)展中對環(huán)境考慮、對節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展的影響，并能在調(diào)研文獻、公司咨詢、課堂討論、報告等環(huán)節(jié)明確體現(xiàn)相應(yīng)的知識的掌握，有參考英文文獻，但不足10%；E不能夠掌握自動化技術(shù)發(fā)展中對環(huán)境考慮、對節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展的影響，并能在調(diào)研文獻、公司咨詢、課堂討論、報告等環(huán)節(jié)明確體現(xiàn)相應(yīng)的知識的掌握，無參考英文文獻。5M2綜述報告20%A能全面準(zhǔn)確掌握自動化技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，能通過聽課、技術(shù)綜述、公司咨詢、課堂討論、報告等環(huán)節(jié)體現(xiàn)掌握相應(yīng)的知識和能力，參考英文文獻不少于≥30%；B能全面掌握自動化技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，能通過聽課、技術(shù)綜述、公司咨詢、課堂討論、報告等環(huán)節(jié)體現(xiàn)掌握相應(yīng)的知識和能力，參考英文文獻占20%~30%；C能概括掌握自動化技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，能通過聽課、技術(shù)綜述、公司咨詢、課堂討論、報告等環(huán)節(jié)體現(xiàn)掌握相應(yīng)的知識和能力，參考英文文獻占10%~20%；D能了解自動化技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，能通過聽課、技術(shù)綜述、公司咨詢、課堂討論、報告等環(huán)節(jié)體現(xiàn)掌握相應(yīng)的知識和能力，有參考英文文獻，但不足10%；E不能掌握自動化技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，能通過聽課、技術(shù)綜述、公司咨詢、課堂討論、報告等環(huán)節(jié)體現(xiàn)掌握相應(yīng)的知識和能力，無參考英文文獻。6M3綜述報告60%A能全面準(zhǔn)確掌握自動化領(lǐng)域檢測、控制、模式識別與智能系統(tǒng)方面的最新發(fā)展趨勢和技術(shù)，學(xué)生在聽課、調(diào)研文獻、公司咨詢、課堂討論、報告等環(huán)節(jié)具有全面的知識和能力，參考英文文獻不少于≥30%；B能全面掌握自動化領(lǐng)域檢測、控制、模式識別與智能系統(tǒng)方面的最新發(fā)展趨勢和技術(shù)，學(xué)生在聽課、調(diào)研文獻、公司咨詢、課堂討論、報告等環(huán)節(jié)具有相應(yīng)的知識和能力，參考英文文獻占20%~30%；C能概括自動化領(lǐng)域檢測、控制、模式識別與智能系統(tǒng)方面的最新發(fā)展趨勢和技術(shù)，學(xué)生在聽課、調(diào)研文獻、公司咨詢、課堂討論、報告等環(huán)節(jié)具有某個領(lǐng)域的知識和能力，參考英文文獻占