控制理论与控制工程研究生课程-(文献综述)

2024/3/211控制理论与控制工程研究生课程

——《文献综述》邓成湘潭大学信息工程学院2024/3/212目录第一讲文献综述简介第二讲文献综述的分类第三讲文献综述的基本特点第四讲文献综述的基本结构

第五讲文献综述的写作步骤第六讲文献综述应注意的问题第七讲文献综述范例说明2024/3/213第一讲文献综述简介文献综述是文献综合评述的简称，指在全面搜集、阅读大量的有关研究文献的基础上，经过归纳整理、分析鉴别，对所研究的问题(如学科和专题)在一定时期内已经取得的研究成果、存在问题以及新的发展趋势等进行系统、全面的叙述和评论。文献综述在硕士、博士论文写作中也占据着重要地位，是论文中的一个重要章节。2024/3/214第一讲文献综述简介文献综述的好坏直接关系到论文的成功与否。但是，大部分同学在写文献综述时往往容易犯以下错误：1．先写文章再写文献综述。2．文献综述的标题、结构与文章的标题、结构都是一样的。3．大量罗列堆砌文章。4．选择性地探讨文献。因此，我们对文献综述应该有系统的全面的认识，以严谨的科学设计来寻找、评估和整合科学研究的证据，确保文献综述完整不偏，使论文的研究结果对后续研究有真实的应用价值和理论意义。2024/3/215第二讲文献综述的分类1按时间划分①回顾性综述：主要反映某一学科领域或某一方面目前的研究水平，是历史回顾加上目前水平，重点是目前水平。②前瞻性综述：是在总结和分析现有文献资料的基础上，对某一学科领域或某一方面的发展前景和趋势以及可能结果进行预测。2024/3/216第二讲文献综述的分类2按是否参与作者个人意见划分①归纳性综述：偏重于客观叙述某一学科领域或某一方面的研究水平和发展现状，没有或者很少有作者个人的评论。②评论性综述：除对某一学科领域或某一方面的文献资料进行客观地归纳与分析外，还提出作者自己的观点、见解和建议，即有“叙述”，又有“评论”。2024/3/217第二讲文献综述的分类2024/3/218第三讲文献综述的基本特点1新颖性文献综述所引用的文献一般是近3～5年发表的。陈旧的资料随科学的发展和时间的推移可能被新近发表的资料所包含或超越，失去了被搜集、综合和归纳的意义。只有近期发表的资料才能对科研工作有指导作用，对读者引发兴趣和有所启发。2综合性文献综述综合了某一学科领域在一定时期内的研究概况，既有纵的描写，又有横的对比，并进行分析比较。2024/3/219第三讲文献综述的基本特点3评述性

文献综述的作用不仅对某一学科领域的文献资料进行综合描述，而是在分析研究的基础上，发表自己的见解和观点，即所谓“评论”。4客观性文献综述的作者在介绍他人的研究进展、成就和观点时，要如实地反映；在以评论的形式阐述自己的观点和看法时，也要客观分析，决不能臆想、推测和拔高。2024/3/2110第四讲文献综述的基本结构文献综述的基本格式由题目、作者及工作单位、绪言、主体、总结或结论和参考文献六部分组成。(1)题目或标题：文献综述的题目比较灵活，从内容上看，可以对某一个领域、一个学科分支、一个专题甚至一种方法进行综述。题目要确切，要一目了然，顾名思义，切不可大题小作或者是文不对题，题目名称要恰到好处。2024/3/2111第四讲文献综述的基本结构(2)署名作者及工作单位：作者署名，要反映实际情况，反映谁对该文作了主要工作，承担主要责任，它记录了作者的辛勤劳动，记下了他们对人类科学事业作出的贡献。一般要署真实姓名，不用笔名，并要求写明工作单位和地址、邮政编码，便于读者咨询，国外期刊还要求写出作者的最高学位，以示尊重和便于联系。2024/3/2112第四讲文献综述的基本结构(3)绪言或前言：用来说明作者写作的目的、意义和作用，有关概念的定义、规定综述的范围，扼要说明有关问题的历史、发展状况与动态，以及目前对主要问题的争论焦点，使读者在阅读完前言后便对全文获得一个大体了解。2024/3/2113第四讲文献综述的基本结构(4)主体部分：主体部分是全文的“躯干”，主要包括论据和论证两部分，通过提出问题、分析问题和解决问题，比较各家对同一问题的不同看法及其理论根据，进一步阐明问题的来龙去脉和作者的见解。主体部分的叙述是灵活多样的，没有固定格式，不论哪种方式，都应比较各家学说及论据，阐明有关问题的历史背景、现状和发展方向等，一般都要反映出主题的理论发展阶段，而且应该多引用创造性的工作。2024/3/2114第四讲文献综述的基本结构(5)总结或结论：总结或结论部分主要是对主体部分的论证结果，提出几条语言简明、含义确切的意见。并扼要地概括主题，提出问题的焦点和结论，最好提出自己的见解，赞成什么，反对什么。2024/3/2115第四讲文献综述的基本结构(6)参考文献：参考文献是文献综述的重要组成部分，一般都在文章的最后，它除了表示尊重被引证学者的劳动及表明文章中引用的资料是有根有据之外，更重要的是为读者在深入探讨某些问题时，提供寻找有关文献的线索。因文献综述这种论文是产生于文献，不像科研论文是产生于科研实践，所以，研究报告或其它文章的参考文献，可根据实际需要省去，而综述的参考文献则不能省略。它的编排应眉目清晰，查找方便，它的内容应该准确无误地按所列出的线索找到被引用的文献。2024/3/2116第五讲文献综述的写作步骤(1)选择恰当的题材

计划撰写文献综述之初，首先应当确定题材。综述可以是全面系统地介绍某一领域的进展，也可以是某专题的一个侧面。然而，选题一定要有创新，最好具有实用价值。通常选择近年来发展较快、进展较多，又切合实际需要的课题。选题通常不宜过大，主要选择自己所从事的专业及拟研究的课题，或者与其密切相关的问题。因为选择自己比较专长或熟悉的课题，才有利于收集资料，对接触的文献也容易融会贯通，准确理解，由于密切联系实际，写起来更容易得心应手，事半功倍。2024/3/2117第五讲文献综述的写作步骤其次，要根据实际工作的需要，选择科研中迫切需要解决的问题，也就是要充分考虑读者的实际需要，便于被期刊采用刊出。必要时应请有关专家指导，做到心中有数，如从事某项科研工作，在开题论证时，常常要复习大量文献，以了解该研究课题的最新动态及存在问题，此时写文献综述，正如瓜熟蒂落，顺理成章。2024/3/2118第五讲文献综述的写作步骤随着专业知识不断增长，阅读和写作能力也不断提高，收集的文献不断增多，就可以根据需要和可能，逐渐增加撰写难度，撰写一些选题较大的文献综述。在几个方面同时收集文献，待其中某个专题收集到足够的文献，而心中有数时，即可动手撰写，也就是“成熟”一个题，就写一篇的“高效率”。2024/3/2119第五讲文献综述的写作步骤(2)查阅文献，广泛掌握资料文献的检索、收集、阅读、消化，积累掌握丰富的切合主题的资料，是撰写文献综述的关键步骤。当今世界科技飞速发展，研究成果大量涌现，因此，不阅读大量新近文献，以掌握丰富的新资料，不掌握近代科技动态，就只能是“无米之炊”，纵有生花妙笔，也难写出优秀的综述。在知识的海洋中，要收集有关专业或专题的文献，必须掌握检索文献的方法，才能尽快找出尽可能多而又切题的文献。2024/3/2120第五讲文献综述的写作步骤文献的检索方法基本上分为手工检索和计算机检索两类。①手工检索：方法简便但较费时。最初步的方法是根据自己熟知的专业期刊，先找出2～3篇最新的，比较权威的文献；再将这些文献中的参考文献进行摘录，再进一步从这些参考文献本身所列的参考文献进行追踪，由近溯远，顺藤摸瓜，不断扩大线索向前找，就基本上可把该专题的有关文献查出。如有某专题的专科期刊，也可逐年按卷查阅每卷的索引，通常连查3～5年即可。2024/3/2121第五讲文献综述的写作步骤更全面的手工检索方法是查阅检索性期刊，通常有文题的检索和带有文摘的检索两种，都附有原刊名，出版年、月、卷、期及所在页码，目前，国内外都采用主题词检索，极为方便。有些检索性期刊还编有作者索引，只要你了解某个专题方面有成就的作者姓名，就可以把该作者发表的论文都检索出来。文献检索一般由近及远，通常3～5年内的文献已够用。个别专题，如有必要也可继续将更前的文献查出。2024/3/2122第五讲文献综述的写作步骤②计算机检索：计算机问世以来，科技文献的储存和检索已能做到又快又全大大地节省了人力。国际性的大型文献库已经建立，我国许多城市已建立国际联机检索的终端，2024/3/2123第五讲文献综述的写作步骤2024/3/2124第五讲文献综述的写作步骤(3)构思和拟定写作提纲构思俗称“打腹稿”，是正式撰写之前必不可少的一个重要步骤，构思成熟，则撰写自然顺利，否则就难免会出现困难，甚至发生“返工”，所谓构思，就是在确定综述的主题之后，对于所收集到的文献资料进行分析和归纳，围绕主题，思考如何进行介绍和论证。因为文献综述绝不是资料的堆积，必须在精读大量文献资料的基础上，结合自己的工作和科研，才能列出较详细的撰写提纲，列出大小标题，做到有纲有目，前后呼应，逐渐引深。2024/3/2125第五讲文献综述的写作步骤一般的做法可采取以下几种步骤：a.首先全面复习积累的文摘卡片，确定综述的几个大段落及其标题；b.将文摘卡片分别纳入上述大段落中，然后按各段细读文摘卡片；c.每个大段落中如有必要再分出几个问题，列出次级标题；d.根据上述分析和归纳结果，拟定写作提纲，这就是“搭架子”。应做到标题与内容一致，具有逻辑性，提纲是文章的骨架，应力争做到层次分明，前后呼应，由浅入深，力争详尽，有纲有目，撰写内容要有论点，又有具体数据，让实验数据来“说话”。2024/3/2126第五讲文献综述的写作步骤(4)成文和修改拟好提纲后，在构思明确、材料齐全的基础上，就可以进一步组织材料、撰写文章。同其它文章一样，对写好的文章草稿要进行多次修改，以期达到完美。准备工作完成后，一般应在短期内写出初稿，以免时间拖得太长可能造成的思路前后脱节、条理紊乱或文笔不畅等。一旦动笔，最好一气呵成，不必在写作过程中过分推敲用词，全文写毕后再逐段认真斟酌、推敲(主要是内容取舍是否合理、事实根据是否充分)，每次修改后最好放置2～3天后(冷冻!)再修改一遍，直至满意为止，必要时也可请指导教师或同行好友阅读提意见，力求完善。2024/3/2127第五讲文献综述的写作步骤2024/3/2128第六讲文献综述应注意的问题(1)忌作重复综述综述应从一、二次文献中归纳综合而成，不宜在别人的综述基础上再作相同范围内相同课题的综述。2024/3/2129第六讲文献综述应注意的问题(2)忌选题范围过于宽泛综述虽然是综合论述某课题的文稿，但论述范围不能过于宽泛，否则篇幅过长，容易使论述主题不集中。选题要切合实际，简洁明了，能够概括全篇主题，且能引人注意。单纯追求选题的大而全，范围过于宽广，反而会出现选题过宽而内容过窄，文题不符的问题。忌生搬硬套，对知识进行再创造能力和概括性差。综述虽然是综合叙述．但它绝对不是一次性文献的叠加和堆积，必须对知识进行再创造。2024/3/2130第六讲文献综述应注意的问题(3)忌添枝加叶、各取所需综述的基本原则是忠于原文、用事实说话。因而综述的内容一定要具有真实性和科学性，科学性是综述写作的生命。综述中所引用的数据、结果、结论一定要符合科学性，不能主观判断，更不能凭空想象或推测、加工。如果仅通过阅读或摘录，在别人综述的基础上作第二手综述，则可能出现片面性、甚至以讹传讹。2024/3/2131第六讲文献综述应注意的问题(4)详略把握得当，重点突出综述由于信息量大，综合性强，所以在撰写时，涉及的一次性文献范围广、材料多，而且结构庞大，所以如果不注意详略得当，那么，重点就难以突出，就难以起到浓缩资料的作用。2024/3/2132第六讲文献综述应注意的问题引文资料跨度不能太长有的作者认为综述资料时间越长越好，因而，收集文献资料追求篇数多、时间长，其实，文献资料既不是越多越好，也不是时间跨度越长越好，具体的限度虽然难以规定，但原则上是参考文献的引用数目，期刊一般限定在20条以内，最多不能超过30条，时间上资料以近3～5年为宜。2024/3/2133第六讲文献综述应注意的问题(6)间接和转引文献资料不能过多综述的文献资料必须是一次性文献资料，而且是作者亲自阅读过的。有的作者为了省事，甚至投机取巧，写作时直接把一次性文献资料中的参考文献一列举出来，这不仅违反了综述参考文献引用的基本原则，而且对读者也是不负责的。2024/3/2134第七讲文献综述范例说明范例文献：《智能控制综述》文章结构：1引言2发展历史与现状3与传统控制的关系4主要方法与当前研究热点5应用举例6发展前景之我见参考文献2024/3/2135第七讲文献综述范例说明2024/3/2136第七讲文献综述范例说明2024/3/2137第七讲文献综述范例说明2024/3/2138第七讲文献综述范例说明(2)20世纪70年代是智能控制的深化时期。1971年傅京孙提出智能控制二元论。1974年E．H．Mamdani首次将模糊集理论成功用于过程控制，进而提出模糊控制方法。1979年Saridis将运筹学用于系统整体优化，提出了所谓的三元论，并首次提出“组织一协调一执行”的分层智能控制结构和“精度随智能的升高而降低”的思想，以及定义了“熵”作为智能控制系统的性能度量。2024/3/2139第七讲文献综述范例说明2024/3/2140第七讲文献综述范例说明2024/3/2141第七讲文献综述范例说明3与传统控制的关系传统控制处理高度非线性和复杂系统的效果很差，且有较弱的自学习、自适应、自组织功能和容错能力。由于对象模型的不确定性、环境的复杂性和控制任务或目标的复杂性的不断加大，基于精确数学模型的传统控制就显得力不从心。2024/3/2142第七讲文献综述范例说明与传统自动控制比较，智能控制有以下五方面区别：(1)前者以反馈控制理论为核心，线性定常系统为主要对象，有完善的理论体系；后者尚无完善的理论体系，目前有二元论和多元论。(2)前者建立在精确数学模型，对大规模、复杂和不确定性系统不易描述；后者建立在经验和知识的推理上，可以获取和描述更多的知识信息。可见前者不能反映人工智能过程，易丢失许多有用的信息。2024/3/2143第七讲文献综述范例说明(3)前者具有时域法、频域法、根轨迹法、状态空间法等有效的分析和综合方法；后者的实现方法建立在学习、训练、逻辑推理、判断和决策等符号加工上，呈现多样性，如分级递阶智能控制(运筹学)、模糊控制(模糊数学)、神经元网络、进化论及遗传算法、专家系统、大系统智能控制、分层智能控制、分布式问题求解、认知心理学等。2024/3/2144第七讲文献综述范例说明2024/3/2145第七讲文献综述范例说明(5)前者着重解决单机自动化、不太复杂的过程控制和大系统的控制问题；后者主要解决高度非线性、强不确定性和复杂系统控制问题。因此，后者应用极为广泛，可涉及自然科学和社会科学的各个领域，是控制界当前的研究热点和今后的发展方向。2024/3/2146第七讲文献综述范例说明智能控制具有较强学习功能、适应功能和组织功能，能克服被控对象和环境所具有的高度复杂性和不确定性，实现有效控制。但智能控制系统并不排斥传统控制理论，信息与反馈概念在智能控制理论中仍占据着重要地位。如在分层递阶结构的智能控制系统中，执行级常常采用传统理论进行设计。2024/3/2147第七讲文献综述范例说明4主要方法与当前研究热点4.1.1专家控制这是一种将人的感知经验(浅层知识)与定理算法(深层知识)相结合的传统的智能控制方法。主要优点是在层次结构上、控制方法上和知识表达上有灵活性、启发性和透明性，既可以采用符号推理也允许数值计算；既可以精确推理也可以模糊决策。2024/3/2148第七讲文献综述范例说明专家系统的基本组成部分有：知识获取、知识库、推理机和解释器四个部分，其结构如图1所示。2024/3/2149第七讲文献综述范例说明知识获取为修改知识库中原有的知识和扩充知识提供手段；知识库用于存储领域内的原理性知识、专家的经验知识以及有关的事实等，并为推理机提供求解问题所需知识；推理机根据当前的输入数据或信息，再利用知识库中的知识，按一定的推理策略去处理、解决当前的问题；解释器根据知识的语义，对找到的知识进行解释，向用户提供了一个认识系统的窗口。2024/3/2150第七讲文献综述范例说明由于专家系统控制不需要被控对象的数学模型，因此它是目前解决不确定性系统的一种有效方法，应用较为广泛。但具有灵活性的同时也带来了设计上的随意性和不规范性，而且知识的获取、表达和学习，以及推理的有效性和实时性也难以保证。2024/3/2151第七讲文献综述范例说明4.1.2模糊控制模糊控制是应用模糊集合理论，从行为上模拟人的模糊推理和决策过程的一种实用方法。如图2所示，其核心为模糊推理，主要依赖模糊规则和模糊变量的隶属度函数。2024/3/2152第七讲文献综述范例说明模糊控制的主要特点是：

(1)它是一种非线性控制方法；

(2)不依赖于对象的数学模型；

(3)具有内在的并行处理机制，并表现出极强的鲁棒性；

(4)算法简单、执行快、容易实现。模糊控制已在一些领域取得了很好的研究成果，展示了其处理精确数学模型，非线性，时变和时滞系统的强大功能。2024/3/2153第七讲文献综述范例说明但是模糊控制系统还有许多理论和设计问题亟待解决。这些问题主要有：①模糊控制器的稳定性和鲁棒性理论分析问题；②模糊控制精度较差，存在优化设计问题；③模糊控制表(规则库)一般要人工建立，尚无学习功能。目前已有一些研究者对上述问题进行了探讨，如运用自适应模糊方法讨论了非线性模糊系统的稳定性问题。2024/3/2154第七讲文献综述范例说明4.1.3神经网络控制20世纪80年代中期以来，人工神经网络以其独特的优点引起了人们的极大关注。它是从机理上对人脑生理系统进行结构模拟的一种控制和辨识方法．是介于符号推理与数值计算之间的一种数学工具，具有较好的学习和适应能力。人工神经网络本身各简单结点没有显在的物理意义，但综合网络可描述复杂和非线性系统的控制和辨识问题，而且能做到并行实时、冗余容错的运算。2024/3/2155第七讲文献综述范例说明2024/3/2156神经网络控制在理论和设计方法上还存在许多问题，有待进一步的研究。例如人工神经网络系统稳定性的分析方法、神经网络结构和规模的选取及优化方法和学习和控制算法的收敛性和实时性问题，这些都还有待继续深入研究。第七讲文献综述范例说明2024/3/21574.1.4分层智能控制美国的控制理论家萨里迪斯在提出智能控制系统的人工智能、自动控制和运筹学的二元结构的同时，模拟了人脑的分层结构，提出了分层递阶的智能控制系统结构。第七讲文献综述范例说明2024/3/2158如图3所示，智能控制系统分为三级：执行级、协调级和组织级，并规定各级之间实现“智能递增精度递减”的原则。第七讲文献综述范例说明2024/3/2159执行级用于高精度局部控制；协调级用于按知识和实际输出进行控制参数调整；组织级则进行推理、决策和学习。其特点表现为：自下而上智能渐增而精度递减。这种分层递阶结构的优点是控制路线明确，易于解析描述，其智能表现为传统的”感知、思考、动作”的有意识的行为。它已成功地应用于机器人智能控制、交通系统的控制与管理等一些领域。第七讲文献综述范例说明2024/3/21604.2当前研究热点随着人们对不确定性、复杂性、模糊性过程控制问题进行广泛深入研究，专家系统、模糊逻辑和神经网络被广泛地引入到控制理论之中。由于这三者都具有解决人工智能中知识表达与不确定性推理的信息表达与处理能力，人们近来普遍认为以下几种途径是智能控制最具吸引力的选择：①基于知识和经验的专家系统控制；②基于模糊逻辑推理与计算的模糊控制；③基于人工神经网络的神经网络控制；④以上途径的交叉与结合。第七讲文献综述范例说明2024/3/2161由于专家系统控制、模糊控制和神经网络控制各有特点，因此目前有些研究者集成这些方法，形成了模糊神经网络控制和专家模糊控制等多个方向。例如，一种基于神经网络的模糊焊接控制方法、基于进化计算和神经网络的财政预算方法、用于医学诊断的粗集神经网络专家系统和基于模糊专家系统的不稳定电压控制。小波变换、遗传算法与模糊神经网络的结合、以及混沌理论等，也将成为智能控制的发展方向。第七讲文献综述范例说明2024/3/2162第七讲文献综述范例说明2024/3/2163第七讲文献综述范例说明2024/3/2164为了能翻越障碍物，底层仿照坦克原理，附加一大一小的滚轮组；为取得最优路线，上层将遗传算法得到的路线，与障碍物之间的附加线，相交得到一系列交叉点，然后把这些交叉点连成的曲线作为机器人的路线。该方法使机器人在户外翻越和绕开障碍物时有较好的行进效果。此外，通过神经网络在线或离线训练，获得学习机器人的动力学模型；为提高系统的鲁棒性和适应能力，用模糊控制原理构造了基于模糊逻辑和神经网络的控制器。第七讲文献综述范例说明2024/3/2165第七讲文献综述范例说明2024/3/2166第七讲文献综述范例说明2024/3/21675.3工业过程中的智能控制工业制造业涉及一