《智能控制》课程教学大纲（本科）

《智能控制》课程教学大纲注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业课；课程性质是指必修/限选/任选。课程英文名IntelligentControl课程代码01M0049学分2总学时32理论学时32实验/实践学时o课程类别专业教育课课程性质选修课先修课程《自动控制理论》、《现代控制理论》适用专业理工科专业（非计算机专业）开课学院机电工程学院执笔人审定人制定时间2020年11月一、课程地位与课程目标（-）课程地位《智能控制》是自动化专业的专业教育课程，代表着自动控制理论发展的新阶段，教学目的是培养学生掌握智能控制的基本概念，熟悉智能控制系统分析设计的一般方法及其应用。本课程以智能控制中发展比较成熟的模糊控制、神经网络技术的理论与应用作为主要教学内容，介绍在工业领域中用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题。学生通过本课程的学习，可掌握智能控制系统的基本概念、工作原理、设计方法和实际应用，具备初步的运用智能控制理论和技术，对复杂控制工程问题进行分析、设计及解决实际问题的能力。（二）课程目标（1）理解智能控制的基本概念，熟悉智能控制系统分析与设计的理论知识体系，具有面向自动化领域复杂控制工程问题的理解能力；培养大学生的科学精神，实事求是、开拓进取；（2）掌握模糊控制及人工神经网络的基本原理，具有运用智能控制理论，针对复杂控制工程问题进行计算和模拟的能力；培养大学生顽强拼搏、不畏挫折、勇于创新的精神。（3）掌握智能控制系统设计的基本方法，具有运用智能控制理论和技术，针对复杂控制工程问题进行分析、设计和改进的能力。二、课程目标达成的途径与方法《智能控制》课程教学以课堂教学为主，结合自主学习和上机教学，针对难以建模的控制对象，学习用模糊控制或人工神经网络控制的基本理论和方法，分析控制系统任务需求,设计控制器的专业基础知识。培养学生掌握智能控制的基本概念，熟悉智能控制系统分析设计的一般方法，具备初步的运用智能控制理论和技术，针对复杂控制工程问题进行分析、设计和改进的能力。（1）课堂教学主要讲述智能控制的基本概念，基本原理、基本设计方法，在课堂教学中，充分引入互动环节，提高教学效果。通过指导学生学习使用MATLAB仿真软件，进行简单的工程实例设计，使学生能够更加容易理解抽象的理论知识，提高学习兴趣，熟悉智能控制系统分析与设计的理论知识体系，形成良好的思维方式和学习方法。（2）针对某些较为容易或先期讲解较为充分的知识点，列出部分内容作为学生自主学习环节，训练、形成良好的专业知识学习方法，培养学生自主学习意识和能力。三、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标毕业要求（支撑程度H、M、L）毕业要求1-3毕业要求3-1毕业要求3-3课程目标1H课程目标2H课程目标3H注：1.支撑强度分别填写H、M或L（其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低）；2.毕业要求须根据课程所在专业培养方案进行描述。四、课程主要内容与基本要求第1章绪论了解智能控制的发展历程、现状及应用；了解智能控制系统的几个重要分支：专家系统、模糊控制、神经网络控制、学习控制;了解智能控制系统的组成结构、特点。第2章模糊控制的理论基础了解模糊控制的发展历程、特点；了解模糊隶属度函数的建立原则和方法，熟悉几类常用的隶属度函数；熟练掌握模糊集合、模糊隶属度函数的概念，熟练掌握模糊集合的表示方法及基本运算;熟练掌握模糊关系的定义及合成运算；掌握语言变量的概念，掌握语言算子的概念和运算，掌握模糊逻辑推理方法。第3章模糊控制系统掌握模糊控制系统的组成结构与工作原理；掌握模糊控制器的结构，掌握常规模糊控制器的设计方法。第4章人工神经元网络模型了解人工神经网络的发展历程和分类，掌握人工神经元结构模型；理解感知器模型及其算法，理解多层前向神经网络及其BP学习算法；理解动态神经网络及其状态，理解二值型Hopfield网络状态转移关系，理解能量函数定义及其与稳定状态的关系，了解Hopfield网络的联想记忆功能。第5章神经网络控制论了解神经网络控制器的分类及特点；了解神经网络控制器的学习机制；理解神经网络控制器的设计方法。

五、课程学时安排

章节号教学内容学时数学生任务对应课程口标第1章第1章绪论智能控制的发展过程智能控制的主要方法智能控制系统的构成原理2了解智能控制的发展历程、现状和应用；了解智能控制系统的几个重要分支：专家系统、模糊控制、神经网络控制、学习控制；理解智能控制系统的结构、特点1、完成作业：1-1,1-2课程目标(1)第2章第2章模糊控制的理论基础引言模糊集合论基础模糊逻辑、模糊逻辑推理和合成8了解模糊控制的发展历程、特点；理解隶属度函数的建立原则和方法；理解几类典型的隶属度函数及其应用；掌握模糊集合、模糊隶属度函数的概念；掌握模糊集合的表示方法及基本运算；掌握模糊关系的定义及合成运算；掌握语言变量的定义；掌握基本的模糊逻辑推理方法1、完成作业：2-2,2-4,2-52、完成仿真作业:小费模糊逻辑推理课程目标(2)第3章第3章模糊控制系统模糊控制系统的组成模糊控制系统的设计模糊控制器的设计举例10了解模糊控制系统的特点及应用实例；理解模糊控制系统的组成与工作原理；理解模糊逻辑控制器的主要功能模糊化、模糊逻辑推理、精确化及其实现方法；掌握模糊逻辑控制器的分析与设计方法1、完成作业：3-2,3-32、完成仿真作业：通用模糊控制器设计、模糊控制器仿真课程目标(3)第4章第4章人工神经元网络模型4.1引言前向神经网络模型动态神经网络模型10了解人工神经网络发展历程及其应用；了解人工神经网络的分类和特点；理解感知器、多层前向神经网络组成及算法；理解Hopfield神经网络的稳定状态及状态转移关系；掌握用神经网络课程目标(2)进行分类、模式识别的原理和方法1、完成仿真作业：用神经网络逼近非线性函数、神经网络识别大写字母第5章第5章神经网络控制论引言神经网络控制的学习机制2了解神经网络控制器的分类及特点；了解神经网络控制器的学习机制；理解神经网络控制器的设计方法课程目标(3)备注：根据学生学情适当安排教学进度，并安排部分教学内容为自学内容，通过阶段测试来对学生自学情况进行考核。六、实践环节及基本要求无。七、考核方式及成绩评定表1考核方式及成绩评定表考核内容考核方式评定标准(依据)占总成绩比例过程考核仿真作业学生课程平时成绩考核细则5次上机仿真作业成绩20%课堂表现成绩学生课程平时成绩考核细则10%期末考核开卷试卷参考答案和评分标准70%考核类别考试成绩登记方式百分制表2课程目标考核环节和达成标准课程目标教学环节考核环节合格标准课程目标1讲授仿真作业A0.6课堂表现成绩B期末考试成绩C1目标达成度=0.2xA+0.1x—+0.7x—BoCl0课程目标2讲授、讨论仿真作业A0.6课堂表现成绩B

期末考试成绩C2目标达成度=O.2xA+o,lx—+0.7x-^-A。B。