精品课程申请表

北京市高等学校精品课程课程建设报告所属学校北京理工大学课程名称智能控制的基础课程水平(书/专业)本科所属一级学科名工程师所属二级学科名电气信息类课程负责人陈杰联系电话010-申报日期2006年5月10日智能控制基础课程建设报告一、在课堂上发表教师的情况姓名陈杰性别男人政治面貌党员民族汉出生日期1965.7身份证号码专业技术人员教授固定工作时间1998.7最高学位博士学位授予单位和授予时间北京理工大学2001.1最后的学历研究生行政职务科技处长研究方向复杂系统的多目标优化与决策、智能控制、约束非线性控制等担任参加的学术团体(组织)的名称和职务总装备部火灾控制与光电应用技术专家成员中国自动化学会常务理事兼副秘书长中国人工智能学会常务理事火力与指挥控制学报副主任编辑委员控制理论与应用学报编辑委员智能科学与技术专业系列教材编辑委员会委员Automatica、IEEE T.A.C特约审查员Journal of Control Theory and Application关联编辑器二、课程建设情况1、开设本课程的指导思想、定位及课程开设目的自动控制理论从形成到发展，已经经历了60多年的发展历史，主要分为三个阶段：第一阶段以40年代兴起的调节原理为标志，经典控制理论阶段第二阶段以60年代兴起的状态空间为标志，现代控制理论阶段第三阶段以80年代兴起的智能智能控制是控制论、人工智能、系统论和信息论等多学科的高度综合与整合，许多从事自动控制理论研究和实际应用的科技人员和技术人员是与新思想、新观念、新理论、新技术不断涌现的新兴学科发展迅速的交叉前沿学科。智能控制基础是工科大学控制系学生重要的专业基础课。 我校本课程最初于1994年开设，当时的教育对象是工业自动化、自动控制、流体传动与控制、电气工程与自动化等专业的大学四年级学生，是中国最早开设的大学之一，其他相关大学相继开设。 本课程的开设表明自动控制理论在完整的三个阶段向相关专业本科生传授知识，控制本科生在学习古典控制理论和现代控制理论的基础上，学习自动控制发展的最高阶段智能控制，了解控制的新概念、新方法和新技术， 学生可以全面学习和掌握控制理论的知识和培养能力，尤其是掌握代表控制理论最新发展方向的智能控制理论和知识，有助于本科生将来的工作和进一步深入的研究。2 .本课程设定的学校内外背景我校“控制理论与控制工程”学科创建于1953年，创立初期是武器控制系统专业，分为“自动控制理论与应用”、“工业自动化”两个专业，从1960年开始招生，1981年和1984年分别设立硕士点和博士点，现在是博士后流动站、“控制科学与工程”一级学科据教育部本科专业调整意见，1997年合并工业自动化、自动控制、流体传动与控制三个专业调整为当前的“自动化”专业。 “控制理论与控制工程”于2001年入选国家级重点学科。 “控制科学与工程”一级学科是我校“211工程一期”、“211工程二期”、“985工程一期”和“985工程二期”重点建设学科。 该学科经过长期建设和发展，在人才培养、学术梯队建设、科研、创新平台和基地建设等方面取得了显着成绩。 近5年共培养本科生1400名，硕士生665名，博士生120名，博士后离站9名。 本学科兼顾理论与工程，结合军民学科交叉等特色，在复杂系统的多目标优化与决策、大型典型工业过程综合控制与优化、鲁棒与非线性控制、军事运动控制等方面形成了明显的特色与优势。 本学科已经取得多方面的重要理论成果，其中多数已应用于实际工程体系，在我国国民经济建设和国防建设中发挥着重要作用，其中多项成果达到国际或国内领先水平。我校该学科的主要研究方向是复杂系统的多目标优化控制和多目标优化决策、鲁棒和非线性控制理论、方法和应用、军事智能控制理论技术和应用、大型工业系统的综合控制和优化、武器装备系统的运动控制。该学科要点经过数十年的建设与发展，特别是经过“211工程”、“985工程”的投资建设，建立了“自动控制系统”、“复杂系统智能控制与决策”以及“典型工业过程自动控制”、“军用复杂系统优化、决策与控制”的创新平台和重要科研基地。 指挥自动化系统仿真实验平台，环境仿真和高精度稳定跟踪实验平台，全数字大功率交流实验平台，群机器人协同规划和综合控制实验平台，生物信息处理实验平台，压制/防空武器控制系统实验平台我校这个学科点领域的教师和骨干，承担着很多这个学科领域的学科建设、人才培养、科研任务，已经取得了显着成果。智能控制基础是我校该学科重点专业基础课。 我校本课程最初于1994年开设，当时的教育对象是工业自动化、自动控制、流体传动与控制、电气工程与自动化等专业的大学四年级学生，是中国最早开设的大学之一，其他相关大学相继开设。 同时，在硕士生中开设智能控制学位课，在博士生中开设智能自动化学位课构成了本科、硕士、博士的完整培养体系。 本课程的开设对我校“科学与工程控制”学科的建设与发展发挥了重要作用，为该学科高层次优秀人才的培养奠定了重要基础。 因此，本课程的设置应适应“控制科学与工程”学科的建设与发展需求，适应“控制理论与控制工程”国家级重点学科和“模式识别与智能系统”北京市重点学科的建设与发展需求，加强基础，拓宽专业面，适应培养创新人才的本科生培养目标。3 .课程建设内容和教学改革情况智能控制基础是被公认的难易度高的课程，如何提高这个课程的教学质量一直是困扰着很多同行教师的问题。 为了建设适应社会主义市场经济体制和高新技术发展需要的新型智能控制基础课程，我们改革和建设了智能控制基础课程的课程内容、教师队伍建设、教学科研结合和教学方法。 主要包括以下几个方面(1)从自动化专业系统的角度，重视该课程内容与其他课程的关系，表现课程体系的系统性和完整性本课程是自动控制专业的最尖端和交叉性课程，是根据古典控制理论和现代控制理论发展而来的，本课程的讲义应重视本课程与古典控制理论的联系和集合，本课程的教学内容从智能控制的基本概念、基础理论开始， 古典控制理论与现代控制理论相结合，重视理论联系，讲授全面相关的理论、技术、系统和工程应用。 本课程在第8章，首先是智能控制的基础知识工程，接下来讲述一些典型的智能控制系统，如分段控制系统、神经网络控制系统、模糊控制系统、专家控制系统等遗传算法和伪智能控制系统。(2)在学科建设中统筹课程建设，注重提高课程质量，培养创新人才本学科拥有博士后流动站、“控制科学与工程”一级学科博士学位认可，“控制理论与控制工程”于2001年入选国家级重点学科。 该学科是我校“211工程一期”、“211工程二期”、“985工程一期”和“985工程二期”重点建设学科。 该学科经过长期建设和发展，在人才培养、学术梯队建设、科研、创新平台和基地建设等方面取得了显着成绩。 在复杂系统的多目标优化和决策、大型典型工业过程的综合控制和优化、鲁棒和非线性控制、军事运动控制等方面形成了明显的特色和优势。智能控制理论、方法和技术对学科上述研究领域的发展起着重要作用，同时，这些领域的发展也促进了我校智能控制基础课程的发展，两者互补、密不可分。 智能控制作为自动控制发展的最高阶段，涵盖了大多数本科控制的新概念、新方法和新技术，学科相关研究领域并未将这些控制的新概念、新方法和新技术结合起来，虽然不具有先进性，但智能控制方法在这些领域的应用另外，本科生通过学习本课程，可以站在控制学科的新高度，为本科提供优秀的博士生。(3)注重教师队伍建设，年龄结构合理，学历水平高，有分工重点，在教学各环节建立擅长水平的教学课程组。优化组合教师队伍是提高教学质量的根本保证。 从70年代末开始，教育组着手建设教师队伍。 小组老教师树立榜样，有计划地传授、帮助、带领青年教师，谦虚地向老教师学习、教导，努力提高自己的素质和教育水平。 本课程现在的教学小组由陈杰教授、龚至豪教授、彭志红助教授和高岩副研究员4位教师组成。 陈杰先生是本课程的讲师，龚至豪教授主要负责本课程的整体指导，彭志红副教授协助本课程的授课，高岩副研究员协助本课程的实验。本课程的讲师陈杰教授现在正在讲授本科生专业课程智能控制基础、研究生学位课程智能控制、博士学位课程智能自动化等。 德国、英国、日本、美国等国的学者和教授在智能控制研究方面有着良好有效的国际学术交流与合作，共同开展科研，培养博士研究生。 曾经获北京市优秀教育成果二等奖两项，编辑的教材传感器与检测技术被列入教育部精品教材和北京市百部精品教材，获得“全国优秀科技工作者”、教育部“全国高中青年教师奖”、国防科技工业“511人才工程”学术领导等荣誉称号。彭志红，北京理工大学信息科学技术学院副教授。 2000年获中南大学工程博士学位。 20002002年在北京理工大学从事博士后研究，2003年留学教学。 主要研究方向为智能控制、智能信息处理和生物信息学等，主要配合本课程的教学。高岩，北京理工大学信息科学技术学院自动控制系副研究员。 2004年在北京理工大学获得博士学位。 主要的研究方向是智能控制。 主要协助本课程的实验。(四)以系统全面理论指导科研实践，以先进生动的科研成果丰富教学内容，表扬教学科研，共同发展本教育组成员在认真搞好教育工作的同时，也积极投身科研工作。 发布教师陈杰教授目前负责国家自然科学基金项目、国家科技难关项目、教育部高校青年教师奖项目、欧盟国际合作项目、国家“高新技术项目”项目、国防重点基础研究项目、国防重点示范验证项目、重点预研项目十多个项目， 其中任何一个国家“高新技术项目”重点示范项目的系统副主管设计师(20002004 )年，目前担任两个示范验证项目和重点示范项目的副主管设计师。因为教学组成员都是我校自动控制系模型识别和智能系统研究所的教师，而智能控制理论、方法和技术在教学组成员科研工作中得到了良好的应用，整体系统理论可以指导科研实践。 另一方面，教育组成员将自己和相关研究组在智能控制方面取得的科研成果与校外专家在本领域的报告、相关视频资料相结合，使学生充分理解和掌握本领域的国内外尖端和最新发展动态，克服本课程具有的尖端性、抽象性和理论性强烈的困难，克服学生对本课程的强烈兴趣和(5)教材优秀，辅以现代学生为中心的教学手段和教学方法，课堂教学认真、生动智能控制作为自动控制发展的高级阶段，新方法和技术不断涌现，为了适应课程的发展趋势，教学组经常修订教学纲要，不是指定有课程教材的教材，而是选择知识相辅相成、具有不同优势的教材作为学生参考书，以学生易懂知识点为基准在实际教学过程中，教学组利用现代科技带来的便利，将现代教学技术与传统教学手段有机结合起来，有效地提高了教学效率和教学效果。 多媒体课件与板书相结合，采用演示相关视频资料的方法，增加学生对知识点的理解、兴趣和对知识的渴望。课堂上适时采用课堂提问和小组讨论的方式，教师指导，给优秀学生以启发，学生自己查阅思考、资料，讨论找出答案。 采用灵活多样的小组活动，鼓励学生们学习创造性。 生动丰富课堂教学，同时激发学生学习热情和思维主导性。(6)理论联系实际，开设了体现最前线性、先进性的智能控制系列实验，提高学生动手能力和解决实际问题的能力结合本课程的教学内容和本科重点发展领域，开设了二级倒立摆、多变量电阻炉温度控制和数字跟踪系统实验。 倒立摆控制实验是理想的自动控制教学实验，可以全方位反映自动控制教学的要求。 许多抽象控制概念，例如系统稳定性、控制性、系统收敛速度、系统抗噪能力等，可以由倒立摆直观地表示。 温度控制系统和数字跟踪系统是控制区域的典型过程控制系统和跟踪控制系统。 运用传统控制方法和智能控制方法，通过电阻炉温度控制和数字跟踪系统实验，加深学生对智能控制概念和方法的理解，实验应用智能控制方法和传统控制方法进行比较，使学生体会智能控制的优越性和特点。(围绕智能控制基础课程，开展相关科技活动，为学生提供实践手腕机器人系统是智能控制方法应用的典型平台，本课程成员积极组织学生开展机器人系统开发，取得了一定成绩。 2004年，机器人足球比赛基地建设与创新人才培养途径获得“北京市优秀教育成果二等奖”的2002年，Everest足球机器人队在日本福冈获得了国际Robocup2002仿真队的世界标准，2002年，Everest足球机器人队， 2001年，Everest足球机器人队在中国上海全国Robocup2002仿真队获得b队冠军，2001年，Everest足球机器人队在中国昆明全国Robocup2001仿真队排名第四，Everes