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智能控制及其在机电一体化系统中的应用(通用5篇)

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  一、智能控制的基本概念

  就智能控制在高校中的专业课程而言,是一门集人工智能、电子科学、高等控制理论和运筹学等学科为基础的,以智能机器在无人干预的情况下自主实现目标的控制技术专业,包含着遗传算法、模糊逻辑、专家系、神经网络等理论,自适应控制、自组织控制和自学习控制等技术,具较高容错力的高层控制系统,全局控制力强,是一门复杂的、全新的、交叉型的新学科[2]。在高校中最常看到这门专业的就是自动化的机械制造行业和电力系统设备等专业,拥有广阔的研究价值和市场发展前景,因此在高校也在积极的开设和教学中,使学生能够更快的学习到智能控制的相关原理和控制方式,能够对智能控制的发展有更进一步了解,从而在毕业后更适应行业岗位需求。由于智能控制专业本身包含了大量的高等技术和理论,对大学生而言相对晦涩难懂、枯燥深奥,学习起来十分吃力,无法长久耐心的钻研和学习,在理解方面也是一知半解,无法精通。因此,如何在教学过程中帮助学生快速准确地掌握智能控制的核心技术是主要的教学理念,激发学生的学习兴趣和钻研性,也是本文的研究的重点。

  二、“智能控制”课程教学存在的问题

  1、教学方式单一。由于智能控制学科中有大量的专业基础课,例如自动控制原理、计算机控制、工业机器人应用技术、小型智能控制系统集成等专业核心课程,都是十分专业的高等理论,涉及的教学概念广泛且复杂,因此在授课过程中,大部分教师都将理论技术为教学重点,采用被动的板书式教学。单一传统的教学模式让学生的兴趣下降,失去积极性。智能控制的内容过于抽象化,公式推理复杂,学生一时之间无法完整消化,而教学过程中缺乏多样化的互动交流,也无法帮助学生有效的及时理解,课堂气氛沉闷的同时,学生的学习效率也十分低下。

  2、课程缺乏实践环节。由于智能控制的理论性强,教师在课堂中更多的是演示智能控制的原理和操作程序,而且智能控制涉及的操作工具比较复杂,部分学校也缺乏实验教学的平台。社会市场中对智能控制专业人才的实际操作水平要求很高,但学校往往在大四才开始开设实践课程,留给学生的操作演练的课时少,学生的掌握时间也不够充分。理论与实际相脱节的情况下,学生在毕业后还需要很长时间来适应企业中的操作,甚至产生失误带来经济损失,这不利于学生就业和企业的稳定发展。

  三、人才培养模式下的“智能控制”课程教学优化

  1、优化智能控制的教学内容。作为高技术含量的专业控制学科,智能控制具有抽象、前沿、复杂、理论性强的特点,内容覆盖的专业知识多,但在教材中的实际案例偏少,整个专业课程偏理论化。因此,课堂上应整合优化教学内容,在熟悉控制理论的基础上多采用案例分析、实例演示等环节来提高学生的学习兴趣,加深课堂理解效果。在智能控制教学中应注重智能控制的应用领域和掌握方法,一方面,要掌握基础性的概念和技术细节,另一方面,也要时刻关注前沿发展的最新技术,让学生能够跟随行业发展学习到新知识新技术。教师在课堂上应多授予一些实际应用的方法,例如工业过程中模糊控制如何研究并建立好输出与输出量的模糊管理,或是在BP神经网络中采用SCG算法来加强电力系统的智能控制过程[3]。

  2、增加操作仿真软件环节。通过专业的操作软解能够让学生将理论与实际更好地结合,目前在智能控制领域中最常见的模糊逻辑工具是MATLAB软件,借助它能更直观地了解模糊逻辑系统的控制程序。在操作中,学生可以通过软件采用PID参数或M语言自己编写智能控制算法程序,通过操纵模糊控制器来完成自己的指令,或者利用BP网络为学生讲解网络结构和学习算法,学生在操作中进一步加深了对智能控制的理解,提高了学习的积极性,更有针对性地弥补了理论教学中知识缺漏,符合应用型人才的培养要求。

  3、激发学生创新思维。智能控制中的人工神经网络和模糊控制系统在国防安全、航天航空、区域监控、水下探测等科技领域都是主要应用对象,相关专业的学生毕业后也投身于高科技领域,因此,加强应用型人才的培养,学生对智能控制系统的设计思维也是学校要着重培养的应用型能力之一。智能控制系统的成长与市场专业的需求成正比,还处于不成熟的发展阶段,学生在学习时也要提高自己对智能控制的创新意识和思维方法,开发出更多智能控制的技术策略,如无人驾驶、阿尔法狗、水下机器人等智能控制的热门机器,不断促进智能控制的发展,为社会、国家、人类生活带来更多高文明的智能帮助[4]。教师在授课过程中要以学生为本,采用差异化的教学方式保留学生的个性思维,通过讨论实验、录像投影等设计各种疑问来激发学生思考研究,引导和组织学生开拓新思路,不断了解智能控制的内在关联和规律,从而站在前人的成果上创新更多的智能控制理论和技术。

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