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智能控制教學(xué)設(shè)計(jì)與指導(dǎo) 《智能控制》(第2版)(ISBN為9787302581611)是全國工程碩士專業(yè)學(xué)位教育指導(dǎo)委員會(huì)推薦教材,全面涵蓋模糊控制、神經(jīng)控制、專家控制、仿人智能控制、遞階智能控制、學(xué)習(xí)控制、**智能控制及其工程應(yīng)用實(shí)例。本書配套于該教材,為智能控制研究生課程教學(xué)提供全面而系統(tǒng)的教學(xué)設(shè)計(jì)與指導(dǎo),包括學(xué)習(xí)理論、指導(dǎo)教學(xué)的系統(tǒng)科學(xué)、思維科學(xué)、科學(xué)方法論,教學(xué)文件、教學(xué)手段、教學(xué)方法、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)及教學(xué)課件設(shè)計(jì)。 《智能控制教學(xué)設(shè)計(jì)與指導(dǎo)》具有創(chuàng)新性,體現(xiàn)了作者多年來的創(chuàng)新性教學(xué)成果,表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面。 ? 提出了將系統(tǒng)科學(xué)、思維科學(xué)和科學(xué)方法論作為指導(dǎo)教學(xué)的科學(xué)理論,為教師綜合提高科學(xué)素質(zhì)和教學(xué)質(zhì)量提供了理論指導(dǎo)。
寫作背景 《智能控制》(ISBN 9787302436560)自2016年由清華大學(xué)出版社出版以來,有不少任課教師希望能提供配套的教學(xué)課件。該書于2021年10月再版之際,責(zé)任編輯一再建議編制配套課件。作者始終認(rèn)為,講好一門課不能完全依賴教學(xué)課件,因?yàn)榻虒W(xué)課件只是課堂教學(xué)的一種輔助手段。 多媒體PPT教學(xué)課件對(duì)圖形、公式的展現(xiàn)快捷、清晰、直觀,也便于某些課程內(nèi)容的動(dòng)態(tài)演示。但是,PPT教學(xué)課件最大的弊端是,在有些情況下,教師和學(xué)生在課堂上都把它作為教與學(xué)課程的唯一載體。師生在課堂上易被PPT所牽引,致使部分老師講課離不開PPT; 學(xué)生把PPT復(fù)制下來,助長了學(xué)生不買書、不讀書的不良風(fēng)氣。其結(jié)果是: 既不利于教師深入鉆研教材認(rèn)真?zhèn)湔n,又不利于學(xué)生認(rèn)真讀書,把課程內(nèi)容學(xué)深學(xué)透; 不利于大面積提高課堂教學(xué)質(zhì)量,造成教育資源的浪費(fèi)。 如何提高智能控制這門既重要,又有難度的新興課程的教學(xué)質(zhì)量?本書作者李士勇教授作為哈爾濱工業(yè)大學(xué)教學(xué)名師獎(jiǎng)獲得者,近40年來,先后從事過自動(dòng)控制原理、微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)踐、模糊控制、智能控制、智能優(yōu)化算法、非線性科學(xué)、復(fù)雜系統(tǒng)、模糊數(shù)學(xué)和科技論文寫作等多門本科生、研究生課程的教學(xué)、科研及研究生指導(dǎo)工作,并作為校、院兩級(jí)研究生、本科生教學(xué)督導(dǎo)專家長期參加課堂聽課、教師資格認(rèn)證、教學(xué)質(zhì)量評(píng)估、教學(xué)競(jìng)賽點(diǎn)評(píng)、試卷質(zhì)量檢查等教學(xué)研究實(shí)踐活動(dòng)。 作者在長期的教學(xué)和教學(xué)督導(dǎo)實(shí)踐中積累了較豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),將這些經(jīng)驗(yàn)通過書的形式總結(jié)出來,期望對(duì)智能控制及相關(guān)專業(yè)課程的教師提高課堂教學(xué)質(zhì)量有所幫助。 教師應(yīng)具備的教學(xué)指導(dǎo)理論 教師無論從事哪門課程的教學(xué)工作,除了掌握好本門課程的內(nèi)容外,還應(yīng)領(lǐng)悟教學(xué)的宗旨在于訓(xùn)練學(xué)生的思維,提高他們的思維能力,培養(yǎng)與訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新性思維、系統(tǒng)性思維和辯證性思維能力; 更需要學(xué)習(xí)、掌握一些思維科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、科學(xué)方法論的基本概念和理論,并用它們來指導(dǎo)教學(xué)工作。 思維科學(xué)是研究人們認(rèn)識(shí)客觀世界的思維規(guī)律和思維方法的科學(xué),又稱為邏輯學(xué)、認(rèn)知科學(xué)。思維是指人們對(duì)客觀事物的間接反映,它反映事物的本質(zhì)屬性和事物之間的聯(lián)系。為了通過教學(xué)實(shí)踐訓(xùn)練學(xué)生的思維,教師就要掌握思維科學(xué)的基本概念和原理,并用于指導(dǎo)教學(xué)實(shí)踐。 系統(tǒng)科學(xué)是以系統(tǒng)為研究對(duì)象的基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用學(xué)科群組成的科學(xué)。系統(tǒng)是由相互聯(lián)系、相互作用的組件(元素)組成的具有一定結(jié)構(gòu)和功能的有機(jī)整體。智能控制系統(tǒng)是由相互聯(lián)系、相互作用的智能控制器和被控對(duì)象等環(huán)節(jié)組成的具有控制功能的整體。運(yùn)用系統(tǒng)科學(xué)來分析智能控制系統(tǒng)有利于抓住影響控制性能的主要矛盾。 科學(xué)方法論是指導(dǎo)人們從事科學(xué)研究工作中普遍使用的思想方法或哲學(xué)思想?茖W(xué)方法論內(nèi)容豐富,作者認(rèn)為首要的是掌握自然辯證法中的對(duì)立統(tǒng)一規(guī)律。矛盾是辯證法的核心概念,矛盾就是對(duì)立統(tǒng)一。任何事物都包含著矛盾,矛盾分主要矛盾和非主要矛盾,二者在一定條件下可轉(zhuǎn)化,矛盾雙方既對(duì)立又統(tǒng)一,由此推動(dòng)著事物發(fā)展。 思維科學(xué)和科學(xué)方法論在系統(tǒng)的范疇內(nèi)都是相通的。系統(tǒng)的辯證的思維方法論為我們正確認(rèn)識(shí)事物,分析矛盾,解決問題,搞好教學(xué)、科研及發(fā)明創(chuàng)造等提供了強(qiáng)有力的思想武器。因此,在教學(xué)工作中以系統(tǒng)的辯證思維的科學(xué)方法論作指導(dǎo),才能收到事半功倍的效果。
教學(xué)手段是指教師向?qū)W生傳授知識(shí)采用的方式,目前的課堂教學(xué)方式主要采用講述、板書、PPT課件、智慧教室、教具及模型等。其中最主要的教學(xué)方式是講述、板書和PPT課件3種形式。 講述、板書、PPT課件3種形式相配合是值得提倡的教學(xué)方式。教師在充分備好課之后,在課堂上講述的思路、內(nèi)容、講法等都已存儲(chǔ)在自己的腦子里。因此,課堂教學(xué)應(yīng)由教師的授課思路驅(qū)動(dòng),以講述為主,當(dāng)需要板書配合時(shí)就在黑板上寫或畫,需要PPT時(shí)就播放PPT 課件。 課堂上之所以要以教師講述為主,是因?yàn)橹v述過程的語言反映了教師備課的思路和內(nèi)容, 具有知識(shí)的連貫性,易被學(xué)生所理解和接受。尤其是在課程開始時(shí),教師介紹問題的背景、提出問題、分析問題、探索解決問題的來龍去脈等最適合用語言講述。 作者倡導(dǎo)任課教師采用研究型教學(xué)法,要把對(duì)教學(xué)內(nèi)容的備課作為研究課題來對(duì)待。要求在備課過程中循序漸進(jìn),一步一個(gè)腳印,要一個(gè)問題一個(gè)問題地?fù)该靼,尤其要在基本概念上狠下功夫。因(yàn)橐婚T新的課程,必然要遇到許多新的概念。遇到的新概念往往既是難點(diǎn),又是重點(diǎn)。因此,要想講好課必須從講好一個(gè)概念開始。 作者在長期的課堂教學(xué)、教學(xué)研究實(shí)踐的基礎(chǔ)上,提出了三段論教學(xué)法。它的基本思想是以三要素為線索,把要講授課程的內(nèi)容、盡可能通過知識(shí)元、知識(shí)點(diǎn)、知識(shí)點(diǎn)集三要素形式聯(lián)系在一起,形成一個(gè)知識(shí)鏈條,若干個(gè)知識(shí)鏈條連在一起,能夠反映出相應(yīng)部分知識(shí)的來龍去脈,有助于揭露知識(shí)系統(tǒng)的內(nèi)在聯(lián)系及本質(zhì)特征。此外,作者還總結(jié)出搞好課堂教學(xué)的多種具體的教學(xué)方法及指導(dǎo)原則。 編制教學(xué)文件的內(nèi)容及意義 一門課程的教學(xué)文件是否齊全以及設(shè)計(jì)質(zhì)量在很大程度上反映了任課教師的科學(xué)素質(zhì)、業(yè)務(wù)能力、水平及責(zé)任心。教學(xué)文件為任課教師提供了關(guān)于授課的總的指導(dǎo),為教師授課提供了基本保障。 教學(xué)文件設(shè)計(jì)包括課程教學(xué)大綱設(shè)計(jì)、教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)及難點(diǎn)設(shè)計(jì),教學(xué)手段及教學(xué)方法設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、考試題目設(shè)計(jì)、考試成績(jī)?cè)O(shè)計(jì)、課堂教學(xué)質(zhì)量考核指標(biāo)設(shè)計(jì)等。在教學(xué)文件中,教學(xué)大綱是最重要的教學(xué)文件。它規(guī)定了課程性質(zhì)與地位、課程目的及要求、課程內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配、課程實(shí)驗(yàn)、考核方式、教材及參考書等。 為了保證課程教學(xué)質(zhì)量,必須遵循課程教學(xué)大綱的指導(dǎo)思想,嚴(yán)格按照大綱制定的課程性質(zhì)、課程目的及要求、課程內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配進(jìn)行授課。建議有能力的教師一定要親自編制課程教學(xué)文件,并通過教學(xué)實(shí)踐不斷總結(jié)提高,以便再進(jìn)行修訂。 教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)及難點(diǎn)的設(shè)計(jì) 為了講好一門課程,必須對(duì)授課內(nèi)容總體的重點(diǎn)、難點(diǎn)做到心中有數(shù)。智能控制課程的重點(diǎn)在模糊控制,模糊控制的重點(diǎn)在模糊邏輯推理,模糊邏輯中的難點(diǎn)在于用一個(gè)模糊集合描述一個(gè)模糊概念。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制是智能控制課程教學(xué)的又一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn),神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之所以為重點(diǎn)是因?yàn)樗袆e于模糊系統(tǒng),具有學(xué)習(xí)能力,難點(diǎn)在于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過權(quán)矩陣隱含表現(xiàn)知識(shí),網(wǎng)絡(luò)種類多且學(xué)習(xí)算法復(fù)雜、抽象等。 什么是重點(diǎn)?重點(diǎn)就是主要矛盾,主要矛盾解決了,其他問題就迎刃而解了。什么是難點(diǎn)?難點(diǎn)就是難以理解和掌握的內(nèi)容,包括新的概念、理論等。關(guān)于重點(diǎn)、難點(diǎn)之間的關(guān)系有3種情況: 既是重點(diǎn)又是難點(diǎn); 是重點(diǎn)但不是難點(diǎn); 是難點(diǎn)但不是重點(diǎn)。例如,模糊控制是智能控制教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn),但并不是學(xué)習(xí)的難點(diǎn); 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制是智能控制課程教學(xué)的重點(diǎn),又是難點(diǎn); 模糊系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)都具有萬能逼近性質(zhì)的證明過程是個(gè)難點(diǎn)問題,但并不是教學(xué)的重點(diǎn)。 每次授課內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn)都要進(jìn)行精心設(shè)計(jì)。對(duì)于是重點(diǎn)又是難點(diǎn)的問題要給予較多的講述時(shí)間; 對(duì)于難點(diǎn)而不作為重點(diǎn)的內(nèi)容,用較少時(shí)間講清其基本思想、實(shí)質(zhì)、結(jié)論及其應(yīng)用范圍即可。 本書的特色及寫作特點(diǎn) 作為一門研究生專業(yè)課程的教學(xué)設(shè)計(jì)與指導(dǎo)書,本書立意是選題創(chuàng)新的一種嘗試。本書的創(chuàng)新性表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面。 (1) 將系統(tǒng)科學(xué)、思維科學(xué)和科學(xué)方法論作為指導(dǎo)教學(xué)的科學(xué)理論,為教師綜合提高科學(xué)素質(zhì)和教學(xué)質(zhì)量提供了理論指導(dǎo)。 (2) 將教學(xué)文件、教學(xué)手段、教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、重點(diǎn)難點(diǎn)、教學(xué)課件、教學(xué)評(píng)價(jià)等內(nèi)容融為一體,為智能控制課程教學(xué)提供了全方位、系統(tǒng)的指導(dǎo)。 (3) 提出了三段論與三要素教學(xué)法。三段論教學(xué)法是指提出問題、分析問題、解決問題的教學(xué)三段模式; 三要素是指常用3個(gè)維度或三元組描述事物組成的結(jié)構(gòu)具有穩(wěn)定性和普適性。 (4) 提出把教學(xué)內(nèi)容的知識(shí)元、知識(shí)點(diǎn)、知識(shí)點(diǎn)集構(gòu)成知識(shí)子集(知識(shí)單元),再把若干個(gè)知識(shí)子集連接成一個(gè)知識(shí)鏈條,這不僅便于記憶,而且有利于揭示各部分內(nèi)容之間的內(nèi)在聯(lián)系。 (5) 在撰寫方法上,由淺入深,深入淺出,辯證分析,突出重點(diǎn),化解難點(diǎn),富有創(chuàng)新性和啟發(fā)性。 結(jié)束語 在人工智能蓬勃發(fā)展的時(shí)代,面臨著信息化、數(shù)字化、智能化的信息革命浪潮,在世界各國都在加速培養(yǎng)高技術(shù)人才之際,承擔(dān)研究生智能控制課程教學(xué)無疑是一項(xiàng)光榮而艱巨的工作。希望教師牢記教學(xué)的宗旨在于訓(xùn)練學(xué)生的思維,培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新性思維、系統(tǒng)性思維和辯證性思維能力。期望教師學(xué)習(xí)和掌握系統(tǒng)科學(xué)、思維科學(xué)和科學(xué)方法論的基本思想,并運(yùn)用它們自覺地指導(dǎo)教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。 最后,作者對(duì)清華大學(xué)出版社對(duì)本書出版工作的支持表示衷心感謝! 對(duì)本書所引用的國內(nèi)外有關(guān)文獻(xiàn)的作者深表謝意!
李士勇,哈爾濱工業(yè)大學(xué)二級(jí)教授、博士生導(dǎo)師,哈爾濱工業(yè)大學(xué)教學(xué)名師,黑龍江省優(yōu)秀專家。Journal of Measurement Science and Instrumentation 編委,曾受聘為國家模糊控制生產(chǎn)力促進(jìn)中心專家組專家。近四十年來一直從事自動(dòng)控制、模糊數(shù)學(xué)、模糊控制、智能控制、智能優(yōu)化、智能制導(dǎo)、復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)的理論及其在工業(yè)過程與國防高技術(shù)領(lǐng)域中應(yīng)用方面的教學(xué)、科研和研究生指導(dǎo)工作。共獲教學(xué)和科研成果國家級(jí)獎(jiǎng)2項(xiàng)、省部級(jí)獎(jiǎng)7項(xiàng)。發(fā)表學(xué)術(shù)論文近200篇。作為第一作者出版教材和專著15部。在智能控制方面百萬字的代表作《模糊控制神經(jīng)控制和智能控制論》榮獲1999年全國優(yōu)秀科技圖書獎(jiǎng)暨科技進(jìn)步獎(jiǎng)(科技著作),已被6000余篇論文引用,曾躋身于十大領(lǐng)域中國科技論文引用頻次最高的前50部專著與譯著排行榜。該書在國內(nèi)外頗具影響,深受控制領(lǐng)域?qū)<液蛷V大讀者的好評(píng),是智能控制領(lǐng)域的經(jīng)典著作。李士勇教授在智能優(yōu)化方面的著作有《蟻群算法及其應(yīng)用》《量子計(jì)算與量子優(yōu)化算法》《智能優(yōu)化算法原理與應(yīng)用》及《智能優(yōu)化算法與涌現(xiàn)計(jì)算》。美國IEEE Fellow、田納西大學(xué)J.C.Hung(洪箴)教授曾指出:李士勇教授在模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)(絡(luò))控制及智能控制方面有深入的理論研究和特殊的學(xué)術(shù)造詣。 第一篇學(xué)習(xí)理論與教學(xué)指導(dǎo)理論基礎(chǔ) 第1章學(xué)習(xí)理論、教學(xué)方式及教學(xué)宗旨 1.1學(xué)習(xí)理論 1.2教學(xué)方式 1.3教學(xué)宗旨 1.3.1訓(xùn)練學(xué)生的思維 1.3.2培養(yǎng)學(xué)生的思維能力 1.4本章小結(jié) 第2章系統(tǒng)科學(xué)基礎(chǔ) 2.1系統(tǒng)科學(xué)的產(chǎn)生 2.2系統(tǒng)科學(xué)研究的三個(gè)階段 2.3系統(tǒng)的概念及分類 2.3.1系統(tǒng)的基本概念 2.3.2系統(tǒng)的分類 2.4系統(tǒng)科學(xué)思想在指導(dǎo)教學(xué)中的具體運(yùn)用 2.4.1教學(xué)各環(huán)節(jié)中的系統(tǒng)性 2.4.2教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)性 2.4.3教學(xué)內(nèi)容的層次性 2.5本章小結(jié) 第3章思維科學(xué)基礎(chǔ) 3.1思維科學(xué)與思維的特征
3.1.2思維的特征 3.2思維的類型 3.2.1抽象思維 3.2.2形象思維 3.2.3靈感思維 3.3思維的形式概念、判斷和推理 3.3.1概念 3.3.2判斷 3.3.3推理 3.4思維科學(xué)在課堂教學(xué)中的指導(dǎo)作用 3.4.1語言在課堂教學(xué)中的獨(dú)特作用 3.4.2運(yùn)用抽象思維、形象思維和靈感思維指導(dǎo)教學(xué) 3.5本章小結(jié)
4.1自然科學(xué)研究方法 4.2自然辯證法基礎(chǔ) 4.2.1自然辯證法 4.2.2矛盾的普遍性 4.2.3對(duì)立統(tǒng)一規(guī)律 4.2.4量變質(zhì)變規(guī)律 4.2.5否定之否定規(guī)律 4.3怎樣用科學(xué)方法論指導(dǎo)教學(xué) 4.4本章小結(jié) 第二篇智能控制課程教學(xué)文件與教學(xué)方法設(shè)計(jì) 第5章智能控制課程教學(xué)大綱設(shè)計(jì) 5.1研究生課程教學(xué)大綱的性質(zhì)及編制原則 5.2智能控制研究生課程教學(xué)大綱(A) 5.3智能控制研究生課程教學(xué)大綱(B) 5.4本章小結(jié) 第6章智能控制教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)設(shè)計(jì)指導(dǎo) 6.1智能控制教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)的界定原則 6.1.1什么是重點(diǎn)內(nèi)容 6.1.2什么是難點(diǎn)內(nèi)容 6.2智能控制教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)的宏觀設(shè)計(jì) 6.3智能控制的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)重點(diǎn)和教學(xué)難點(diǎn) 6.4本章小結(jié) 第7章教學(xué)手段與教學(xué)方法設(shè)計(jì)指導(dǎo) 7.1課堂教學(xué)手段設(shè)計(jì)指導(dǎo) 7.1.1教學(xué)手段的主要形式及特點(diǎn) 7.1.2課堂教學(xué)手段的綜合設(shè)計(jì) 7.2課堂教學(xué)的指導(dǎo)原則和教學(xué)方法 7.2.1課堂教學(xué)應(yīng)遵循的基本原則 7.2.2值得推薦的多種課堂教學(xué)方法 7.2.3課堂教學(xué)應(yīng)該注意的問題 7.3三段論與三要素教學(xué)法 7.3.1三要素的普遍性 7.3.2三元結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性 7.3.3用三段論三要素法指導(dǎo)教學(xué) 7.4課堂教學(xué)兩個(gè)案例的啟示 7.5本章小結(jié) 第8章智能控制研究生課程考試試題設(shè)計(jì) 8.1考試試題設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想和設(shè)計(jì)原則 8.1.1考試試題設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想 8.1.2考試試題設(shè)計(jì)的基本原則 8.2智能控制研究生課程考試試題設(shè)計(jì)樣題 8.3智能控制研究生課程考查試題設(shè)計(jì)樣題 8.4本章小結(jié) 第9章基于MATLAB 的智能控制系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì) 9.1基于MATLAB 的模糊控制系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì) 9.1.1仿真目的
9.1.3仿真內(nèi)容及步驟 9.1.4仿真報(bào)告內(nèi)容及要求 9.2基于MATLAB 的模型參考神經(jīng)自適應(yīng)控制系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì) 9.2.1仿真目的 9.2.2仿真要求 9.2.3仿真內(nèi)容及步驟 9.2.4仿真報(bào)告內(nèi)容及要求 9.3本章小結(jié) 第10章課堂教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)設(shè)計(jì) 10.1課堂教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)的設(shè)計(jì)原則 10.2課堂教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)的設(shè)計(jì) 10.3課堂教學(xué)質(zhì)量的綜合評(píng)價(jià)設(shè)計(jì) 10.4教學(xué)評(píng)價(jià)與藝術(shù)評(píng)價(jià) 10.5本章小結(jié) 第三篇智能控制教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)設(shè)計(jì)指導(dǎo) 第11章從傳統(tǒng)控制到智能控制教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)設(shè)計(jì)指導(dǎo) 11.1從自動(dòng)控制的定義講起 11.2自動(dòng)控制系統(tǒng)的輸入信號(hào) 11.3對(duì)自動(dòng)控制的基本要求 11.4反饋是自動(dòng)控制的精髓 11.5如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的快、穩(wěn)、準(zhǔn) 11.6現(xiàn)代控制理論 11.7智能控制理論 11.7.1智能控制的原理 11.7.2智能模擬的三種形式 11.7.3智能控制的三要素 11.8本章小結(jié) 啟迪思考題解答 第12章模糊控制教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)設(shè)計(jì)指導(dǎo) 12.1模糊控制的創(chuàng)立 12.2模糊數(shù)學(xué)基礎(chǔ) 12.2.1基于二值邏輯的經(jīng)典集合 12.2.2模糊集合和模糊概念 12.2.3模糊集合的運(yùn)算及其性質(zhì) 12.2.4模糊矩陣與模糊向量 12.2.5模糊關(guān)系 12.2.6模糊邏輯推理 12.3模糊控制的原理 12.3.1模糊控制系統(tǒng)的組成及工作原理 12.3.2單變量模糊控制系統(tǒng)舉例 12.3.3建立模糊控制規(guī)則 12.3.4模糊控制規(guī)則的模糊矩陣表示 12.3.5通過模糊推理決策求出控制量的模糊量 12.3.6控制量的模糊量轉(zhuǎn)化為精確量 12.4經(jīng)典模糊控制器的設(shè)計(jì)方法 12.4.1模糊控制器的基本形式 12.4.2定義描述語言變量的模糊集合 12.4.3模糊控制規(guī)則的設(shè)計(jì) 12.4.4Mamdani 模糊推理法 12.4.5模糊化與清晰化 12.4.6經(jīng)典模糊控制器的三種形式 12.4.7多輸入/多輸出模糊控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12.5TS模糊控制器 12.5.1TS模糊模型及模糊推理 12.5.2TS模糊模型的意義 12.6模糊控制和傳統(tǒng)控制的結(jié)合 12.7自適應(yīng)模糊控制 12.7.1模糊系統(tǒng)辨識(shí) 12.7.2自適應(yīng)控制的結(jié)構(gòu)及原理 12.7.3自適應(yīng)模糊控制的基本原理 12.7.4模型參考自適應(yīng)模糊控制的結(jié)構(gòu)及原理 12.8本章小結(jié) 啟迪思考題解答 第13章神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)設(shè)計(jì)指導(dǎo) 13.1神經(jīng)元與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) 13.1.1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究概述 13.1.2神經(jīng)細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能 13.1.3人工神經(jīng)元模型 13.1.4神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn) 13.1.5神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)模型 13.1.6神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練與學(xué)習(xí) 13.1.7神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)規(guī)則 13.2控制和識(shí)別中常用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 13.2.1感知器 13.2.2前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 13.2.3徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 13.2.4Hopfield網(wǎng)絡(luò) 13.2.5小腦模型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 13.2.6大腦模型自組織神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 13.2.7Boltzmann機(jī) 13.2.8深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 13.2.9卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 13.3基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)辨識(shí) 13.3.1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的逼近特性 13.3.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)辨識(shí)的原理 13.4基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能控制 13.4.1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的基本原理 13.4.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的分類 13.4.3神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)控制的結(jié)合 13.5神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和PID控制的結(jié)合 13.5.1單個(gè)神經(jīng)元PID控制 13.5.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化PID參數(shù) 13.6神經(jīng)自適應(yīng)控制 13.6.1模型參考神經(jīng)自適應(yīng)控制 13.6.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自校正控制 13.7本章小結(jié) 啟迪思考題解答 第14章專家控制與仿人智能控制教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)設(shè)計(jì)指導(dǎo) 14.1專家系統(tǒng)的概念與結(jié)構(gòu) 14.2專家控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理 14.3實(shí)時(shí)過程控制專家系統(tǒng)PICON的應(yīng)用實(shí)例 14.4專家控制器 14.5仿人智能控制 14.5.1傳統(tǒng)PID線性控制的弊端 14.5.2特征變量的設(shè)計(jì) 14.5.3仿人智能控制器的結(jié)構(gòu)及工作原理 14.5.4仿人智能積分控制 14.5.5仿人智能采樣控制 14.5.6仿人極值采樣控制 14.6本章小結(jié) 啟迪思考題解答 第15章遞階智能控制與學(xué)習(xí)控制教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)設(shè)計(jì)指導(dǎo) 15.1大系統(tǒng)控制的形式與結(jié)構(gòu) 15.1.1大系統(tǒng)的遞階結(jié)構(gòu) 15.1.2遞階智能控制的結(jié)構(gòu)與原理 15.2遞階模糊控制 15.2.1模糊變量與模糊規(guī)則間的數(shù)量關(guān)系 15.2.2遞階模糊控制規(guī)則 15.2.3蒸汽鍋爐的遞階模糊控制 15.3學(xué)習(xí)控制系統(tǒng) 15.3.1學(xué)習(xí)控制的概念 15.3.2迭代學(xué)習(xí)控制 15.3.3學(xué)習(xí)控制的其他形式 15.4本章小結(jié) 啟迪思考題解答 第16章智能優(yōu)化原理與算法教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)設(shè)計(jì)指導(dǎo) 16.1最優(yōu)化問題的描述及其分類 16.2優(yōu)化問題與控制問題之間的關(guān)系 16.3人工智能與計(jì)算智能的關(guān)系 16.4智能優(yōu)化算法與傳統(tǒng)優(yōu)化算法 16.5智能優(yōu)化算法的分類 16.6智能優(yōu)化算法的理論基礎(chǔ) 16.7遺傳算法 16.8粒子群優(yōu)化算法 16.9免疫克隆選擇算法 16.10教學(xué)優(yōu)化算法 16.11正弦余弦算法 16.12渦流搜索算法 16.13陰陽對(duì)優(yōu)化算法 16.14本章小結(jié) 啟迪思考題解答 第17章最優(yōu)智能控制原理教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)設(shè)計(jì)指導(dǎo) 17.1最優(yōu)智能控制問題的提出 17.2最優(yōu)智能控制的定義及結(jié)構(gòu) 17.3智能控制器的最優(yōu)化設(shè)計(jì)舉例 17.4本章小結(jié) 啟迪思考題解答 第18章智能控制的工程應(yīng)用實(shí)例教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)設(shè)計(jì)指導(dǎo) 18.1基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推理的加熱爐溫度模糊控制 18.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在車底爐燃燒控制中的應(yīng)用 18.3專家控制在靜電除塵器電源控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 18.4學(xué)習(xí)控制在數(shù)控凸輪軸磨床上的應(yīng)用 18.5仿人智能溫度控制器在加熱爐中的應(yīng)用 18.6深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及強(qiáng)化學(xué)習(xí)在圍棋人工智能程序AlphaGo Zero 中的 18.7本章小結(jié) 啟迪思考題解答 第四篇智能控制教學(xué)課件設(shè)計(jì) 附錄A錢學(xué)森談科技創(chuàng)新人才的培養(yǎng)問題 附錄B關(guān)于科學(xué)、技術(shù)、工程、物質(zhì)、能量、信息的注釋 參考文獻(xiàn)
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