英文课程名称:Intelligent control and simulation
课程编号:100299 授课语言:中文 学分: 3学分
总学时:51学时 实验学时:22学时
大纲执笔人: 蔚瑞华 大纲审核人:
课程定位和基本要求
课程性质:专业
课程面向专业:自动化
实验基本要求:
本课程实践环节的主要任务是通过本课程的学习,使学生深入理解和掌握智能控制的基本概念和基本方法,让学生能够熟练使用仿真软件和程序用智能控制的理论和方法来解决各种控制或优化问题,解释数据体现的智能控制系统内在规律。适应了工程实践创新人才培养的目标,通过设计有针对性的实验培养学生的工程实践技能和综合创新能力,提高学生的提出问题、分析问题、解决问题的能力。
实验基本内容:
主要围绕如下几个重要的知识点通过实验仿真,深入理解并能够使用智能控制的方法来解决实际工程问题。
模糊控制
神经网络
遗传算法
蚁群算法
迭代学习控制
二、“立德树人”教育内涵
作为一名教师,要做到言传身教,与时俱进地更新自己的知识体系,以自己良好的思想道德风范去教育和影响学生。通过严谨而有逻辑的授课,培养学生认真踏实,实事求是的学习态度,注重与学生平等沟通交流,深入细致地做好教育引导工作,把解决实际问题和解决思想问题结合起来,把教育学生与服务学生结合起来。引导学生树立正确的人生观和价值观。
三、学时分配
总学时 | 理论课学时 | 实验学时 | 习题学时 | 现场实践学时 | 上机学时 | 考核学时 |
51 | 29 | 22 | 0 | 0 | 22 | 2 |
四、实验项目和主要仪器设备与器材配置
实验 项目 | 内容提要 | 实验类别 | 每 组 人 数 | 实 验 学 时 | 主要仪器设备 | 所在实验室 | |||
验 证 | 综 合 | 设 计 | |||||||
实验一 模糊逻辑系统的建立 | 1. 模糊系统的建立 2. 模糊化及模糊隶属度函数的选取 3.模糊推理过程 4. 模糊控制的基本原理 | √ | 1 | 2 | PC机 Matlab软件 | 电信学院348实验室 | |||
实验二 液位控制和球杆系统的模糊控制 | 1. 模糊控制器的设计过程 2. 模糊控制器设计方法仿真 | √ | 1 | 2 | PC机 Matlab软件 | 电信学院348实验室 | |||
实验三 水箱流量模糊控制系统设计 | 1. 模糊控制器的设计过程 2. 模糊控制器设计方法仿真 | √ | 4 | 2 | PC机 Matlab软件 | 电信学院356实验室 | |||
实验四 感知机神经网络的仿真和设计 | 1. 人工神经网络的结构 2. 人工神经网络的学习方法和规则 3. 感知机和hebb学习 | √ | 1 | 2 | PC机 Matlab软件 | 电信学院348实验室 | |||
实验五 BP神经网络的仿真和设计 | 1. 人工神经网络的结构 2.人工神经网络的学习方法和规则 3. BP网络的建立、训练和应用过程 | √ | 1 | 2 | PC机 Matlab软件 | 电信学院348实验室 | |||
实验六 基于BP神经网络的自整定PID控制仿真 | 1.熟悉神经网络的特征、结构以及学习算法 2.掌握神经网络自整定PID的工作原理 3.了解神经网络的结构对控制效果的影响 4.掌握用MATLAB实现神经网络控制系统仿真的方法。 | √ | 1 | 2 | PC机 Matlab软件 | 电信学院348实验室 | |||
实验七 基于Simulink的神经网络控制系统 | 神经网络控制系统设计原理 模型预测神经网络控制实例分析 | √ | 1 | 2 | PC机 Matlab软件 | 电信学院348实验室 | |||
实验八 用遗传算法求解函数最优化问题 | 1. 遗传算法的编码方法,遗传算法的理论基础 2. 遗传算法的编码,模式理论 3. 遗传算法的设计与实现 4. 遗传算法仿真设计方法 | √ | 1 | 2 | PC机 Matlab软件 | 电信学院348实验室 | |||
实验九 用遗传算法求解货郎担问题 | 1. 货郎担问题的数学表示 2.遗传算法的设计与实现 3.遗传算法仿真设计方法 | √ | 2 | 2 | PC机 Matlab软件 | 电信学院348实验室 | |||
实验十 蚁群算法在旅行商问题中的应用仿真 | 1. 熟练掌握蚁群算法的原理 2. 通过蚁群算法的一个典型应用,理解蚁群算法的求解过程 3. 和实验九进行结果比对并进行实验总结 | √ | 2 | 2 | PC机 Matlab软件 | 电信学院348实验室 | |||
实验十一 迭代学习控制 | 1.深入理解并应用迭代学习控制 2.对迭代学习控制进行仿真实验 | √ | 1 | 2 | PC机 Matlab软件 | 电信学院348实验室 |
五、实验预习和实验报告的要求、考核方式
仿真实验室教学与实施22学时(11次),通过老师课程讲授,学生动手方式,进行验证性或综合性实验。要求学生根据实践与设计任务,设计相应方案、调试系统并展开讨论,加深对智能控制理论部分所学知识的理解,提高实际解决问题的能力;
实验成绩占最终成绩的30%,实验考查部分主要包括实验出勤率40%,综合实验报告60%。
六、教材、实验指导书与主要参考书
教材名称 | 作者 | 出版社 | 版次 | ISBN | 教材性质 |
《智能控制实验指导-自编教材》 | 蔚瑞华 | 自编讲义 | |||
人工智能原理及其应用 | 王万森 | 电子工业出版社 | 第4版 | 978-7-121-34443-5 | |
智能控制 | 刘金琨 | 电子工业出版社 | 第4版 | 978-7-121-29990-2 | |
人工智能 | 朱福喜 | 清华大学出版社 | 第3版 | 978-7-302-45887-6 |