智能控制课程教学中的思维启迪及兴趣激发20160523.ppt

;;1.面临的问题和挑战;1.面临的问题和挑战;1.面临的问题和挑战;2. 兴趣激发和思维启迪的作用和意义;2. 激发兴趣和启迪思维的作用和意义; 由于智能控制理论和技术还远未成熟，还有许多课题处于探索中。因此，我们在讲课中不可能穷尽智能控制的所有内容，要求我们必须面对问题和困难激发学生主动探索的兴趣，使得学生能够自主获取新知识。 为了使学生具有自主获得知识的能力，我们就必须强调思维的启迪。也就是在实施教学的过程中，在教授知识的同时我们要讲授科学研究的思路和方法，使得学生在获取知识的同时了解掌握一定的科学研究的思路和方法，让学生不仅知其然而且要知其所以然。; 启迪思维的作用就是在教授知识基础上总结、提炼方法，开阔、升华思路。因此，启迪思维不仅直接关乎受教育者高素质培养和个人发展潜力及前途，而且启迪思维在创新性思维、创新型人才培养方面的作用更是无法取代的，是新时代赋予高等教育不可推卸的责任。 ;3. 探索与实践;3. 探索与实践;3. 探索与实践; 智能控制的特点和学生学习过程中存在的困难，对我们来说既是教学的挑战又是实施教学研究和改革的难得财富。 我们能够收集获得许多智能控制理论及技术在科学前沿具有轰动效应的事件和在高新产业成功应用的实例，这正是我们能够激发和调动学生学习兴趣的重要途径。 ;3. 探索与实践;3. 探索与实践--优化精化课堂教学;3. 探索与实践--优化精化课堂教学;案例1 美国四足机器人BIG DOG的视频 我们在讲授智能控制概述一章中，引用了美国的一个机器人Big dog视频。视频一播放，学生立刻被吸引住了，Big dog优越的性能让学生们震惊。接下来，我们首先和学生一起把它与过去的机器人做了一个对比，列出了它的主要优点。然后，我提出了一个问题：过去你们所学过的控制理论和技术能解决Big dog的稳定控制问题吗？为什么？让学生们先思考、相互讨论，找一两个学生来回答这个问题。我再和他们一起梳理出传统控制的缺陷及局限性。最后，我引出了智能控制。这样，学生立刻对智能控制产生了强烈兴趣，同时也正确定位了智能控制与传统控制的???系。;案例2 人机博弈的图片 在概述一章中，引用了人机博弈问题。首先问学生谁与机器人博弈过？还有谁与计算机下过棋或打过牌？结果怎样？让学生议论讨论。然后，提出了下列问题：1. 机器人和人的智能谁更高？2.智能控制与传统控制的主要区别是什么？3. 人工智能与智能控制的关系是什么？让学生们先思考、相互讨论，找学生逐一来回答这些问题。;案例2 人机博弈的图片 最后，明确了机器人的智能是人类智能一定程度的集中和机器实现。因此，机器人可以在一定场合和一定情况下高于某一或某些个体人的智能，但是人类总的智能一定永远高于机器智能，人类是机器智能的创造者。智能控制与传统控制的主要区别是具有了更高的智能，因而具有了许多传统控制所不具备的优越性能。人工智能是智能控制发展的源泉。这样我们就把智能控制中的几个基本概念明确了。;案例3 航空、深海和微型机器人等必威体育精装版成果 ;案例3 我们首先用航空航天、深海探测、微型机器人等一些列国际必威体育精装版科技研究成果来展示科学研究的独特魅力，说明这些研究成果在国民经济、国防安全、医疗健康等方面的巨大作用；然后，逐一讲解智能控制在这些装置设备所完成的功能以及所起的重要作用；最后，强调智能控制是与科学研究、工程实践密切相连的，告诉同学们学习智能控制一定要理论联系实际，实践动手能力的培养是智能控制教学目标的重要内容。在思维启迪方面，我们要引导学生通过现象看本质，要学生学会从各种各样不同的应用场合中，分析归纳出控制的本质和核心问题。;案例4 模糊控制的教学设计 模糊控制是《智能控制基础》课程的教学重点。我们的教学由浅入深，由点及面，循序渐进，按照如下三步进行： 第一步：假设我们现在是一个经验丰富的锅炉工，要完成的任务是完成一个锅炉汽包水位的控制。首先，我们要建立一种简单实用的工具来描述专家知识和经验，这就是语言变量和语言值构成语言描述。应用语言描述就可以构成语言规则和规则库。然后，为了量化描述性的语言规则量化，我们引入了模糊集合和隶属函数；为了消除精确测量值和语言描述之间的语言障碍，我们介绍了模糊化过程。再后，我们应用这些进行模糊推理和解模糊。最后，我们把这些进行归纳总结，给出模糊控制器设计的一般步骤。;第二步：我们首先提出要将前面的成功经验推广应用。然后，将前面的知识进行逐一拓展：（1）多输入多输出系统，规则的一般形式（MISO规则和MIMO规则）；（2）模糊集合和隶属函数的一般定义；（3）模糊集合的逻辑运算；（4）模糊化过程；（5）模糊推理的两种形式；（6）解模