《模糊控制》课程教学改革研究与实践

《《模糊控制》课程教学改革研究与实践》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、《模糊控制》课程教学改革研究与实践《模糊控制》是自动化专业的一门重要专业课。为Y适应新形势下人才培养的需要，本文针对《模糊控制》课程特性和教学中存在的若干关键问题，从教学内容、方法及实践教学环节等方面对该课程的教学改革进行了探索。实践表明，这些改革措施能提高学生的学习主动性，提升创新能力，优化教学质量。版权和著作权归原作者所右，如存不愿意被转载的情况，己关键词：《模糊控制》；教学改革；实践教学G642.0A1674-9324(2017)25-0177-02一、引口控制理论经历了经典掠制和现代控制两大重大阶段后，已经相当完善。然而，当遇到系统规模庞大化、结构复杂化及参数随机

2、性等情况，传统控制理论的纯粹数学解析结构就难以获得Y。因此，无法采用常规的控制理论进行定量分析。此时，出现了某些仿人工智能的工程控制与信息处理系统，智能控制应运而生。其中，模糊控制是智能控制中适应面宽广且容易普及的一个重要分支，它在一些非线性或难以建立系统数学模型的工程控制中，发挥着重要的作用。模糊控制把模糊集合理论和模糊逻辑推理作为基础，通过模糊理论转换成数学函数，再利用计算机进行处理。伴随控制对象的复杂性、非线性、滞后性和耦合性逐步增加，人们获得精确知识景的能力相对减少Y,随之运用传统精确控制的可能性也相伴减小。所以，“模糊概念”更适合于人们的观察、思维、理解与决策。

3、模糊控制是一种基于语言规则与模糊推理的高级控制策略和新颖技术，它被广泛应用于各种复杂的控制系统中，并发挥其独特的优势。模糊控制技术是一项新兴的技术，如何能在有限的教学学时内获得最好的教学效果，如何使学生熟练地掌握课程所学内容，并培养学生的工程实践和科研创新能力，是一个亟需解决的问题，其关键是在教学过程中的教学方法上要与时俱进，不断创新。笔者结合自身对《模糊控制》课程的教学实践，分析了课程特性及存在的关键问题，并从教学内容、教学方法、教学手段、实践教学研究等几方面阐述了教学改革的措施。二、课程特性分析1.《模糊控制》理论性强，内容抽象。模糊控制技术首要特性是其理论性强，涉及

4、面广，尤其是运用数学的力度较大，抽象性强，逻辑运算复杂。首先，《模糊控制》主要以模糊数学为基础，课程的学＞」要求具备扎实的数学功底。《模糊数学》是一门新的学科分支，其理论深奥、概念抽象。所以，想要学好《模糊控制》，必须在学习前掌握模糊数学的理论知识，特别是对模糊集合论的隶属函数概念、模糊关系及其运算等的熟练掌握。此外，模糊控制是基于模糊集合理论和模糊逻辑推理，用以模拟人类思维方式的一种计算机数字控制方法，其核心是模糊规则和模糊逻辑推理。因此，必须熟练掌握模糊规则并进行模糊逻辑推理，最终才能实现自动控制。2.隶属度与概率的概念完全不同。隶属函数反映的是模糊性，而概率反映的是

5、随机性。“概率论”针对的现象均是随机现象，事件发生与否完全取决于条件是否充分，事件的发生结果只能有“是”或“否”两种可能性，属于一种精确逻辑。然而，模糊集合研究和处理的是模糊现象，事件的发生满足模糊逻辑。模糊逻辑认为事物在形态和类属上具有亦此亦彼、模棱两可性，相邻中介之间是相互交叉和彼此渗透的，其中介状态之间的界限也是不分明的、模糊不清的。因此，只能用从属于某概念的程度即隶属度来表示。1.模糊控制与传统控制紧密联系、相辅相成。模糊控制虽然有它自己的特殊应用领域，但它与其他的传统控制手段也是相互依存的。所以在进行课程学习时，不能只偏重其中一种，更不能忽视经典控制理论的学习，

6、比如模糊PID控制器的应用就比较广泛。另外，智能控制系统是由模糊控制与专家系统、神经网络控制共同构成的，它们之间相互促进、渗透，但学生学习时容易被本门课程表面的繁杂所迷惑，甚至感到无所适从，而且本门课程实践性很强，学生在课程学时应将所学知识与实践相结合。三、教学中存在的关键问题解析1.由于模糊控制与常规控制理论的数学基础不同，所以在讲述模糊控制时，应着重对比普通集合与模糊集合的异同、特征函数与隶属度函数的异同、普通二元关系与模糊二元关系的区别等。2.模糊控制是以人对被控对象的操作经验为依据而设计控制器的，故无须知道被控对象的内部结构及其数学模型，这对于传统控制无法实现自动

7、化的复杂系统进行自动控制非常有利。但这并不代表运用模糊控制就可以不管被控对象如何。在运用模糊控制之前，必须采用模糊统计法、专家经验法或典型函数法等来确定隶属函数；正确构造隶属函数是能否用好模糊集合的关键，这一点在教学时必须引起高度重视。3.要注意理论和实际应用的均衡介绍。模糊控制中有许多的新概念、新原理，在讲授实际应用前必须有针对性地介绍相关概念、原理。也只有打好理论基础，才能深入学习和研宄控制的方法和手段，否则无法进行设计和实验应用。但也不能只偏重于纯粹的理论教学，那样会影响学生的积极主动性，让学生反感理论学习。1.耍注意模