离散PID控制算法教学课件

离散PID控制算法16、人民应该为法律而战斗，就像为了城墙而战斗一样。——赫拉克利特17、人类对于不公正的行为加以指责，并非因为他们愿意做出这种行为，而是惟恐自己会成为这种行为的牺牲者。——柏拉图18、制定法律法令，就是为了不让强者做什么事都横行霸道。——奥维德19、法律是社会的习惯和思想的结晶。——托·伍·威尔逊20、人们嘴上挂着的法律，其真实含义是财富。——爱献生离散PID控制算法离散PID控制算法16、人民应该为法律而战斗，就像为了城墙而战斗一样。——赫拉克利特17、人类对于不公正的行为加以指责，并非因为他们愿意做出这种行为，而是惟恐自己会成为这种行为的牺牲者。——柏拉图18、制定法律法令，就是为了不让强者做什么事都横行霸道。——奥维德19、法律是社会的习惯和思想的结晶。——托·伍·威尔逊20、人们嘴上挂着的法律，其真实含义是财富。——爱献生控制器的输入:e(t)=yt)-r(t)输出控制器的控制规律就是u(t)与e()之间的关系,是在人工经验的基础上总结并发展的。控制器的基本控制规律有:比例、积分和微分,此外还有如继电器特性的位式控制规律等进料蒸汽凝液图7-1反应器的温度控制课题组成员在2014年11月期间对内蒙古自治区几所具有代表性的高职高专在校蒙古族大学生进行了“蒙古族学生思想政治状况调查问卷”。调查的院校包括包头轻工职业技术学院、包头职业技术学院、包头铁道职业技术学院、呼和浩特职业学院、内蒙古建筑职业技术学院、内蒙古商贸职业学院。共发放问卷600份，采取随机抽样的方式，被调查学生大部分为二年级学生，收回有效问卷510份。问卷陆续收回后采取人工统计的方法进行了统计。共设计了30个问题，大致可以归纳为基本信息、学习类、民族意识类、课程与教学类等问题。在此基础上通过对调查结果的分析找出内蒙古地区高职高专蒙古族大学生的思想行为的特殊性。一、高职高专院校少数民族学生的特殊性高职高专院校是我国高等教育的一个组成部分，既有高校工作的共性，又在办学任务、服务对象、在校生结构等方面有着自身的特点，少数民族学生群体更是高职高专院校的特殊群体，准确把握高职高专院校少数民族学生的思想特征，是做好学生思想政治教育工作的前提。分析高职高专院校少数民族学生的实际，其特殊性主要表现在如下几个方面。（一）少数民族大学生学习成绩普遍差高职高专院校的录取分数线一般都在200分至300分之间，内蒙古地区蒙古族学生的录取分数线更低一些。高职生的录取分数线客观地反映了高职生与本科生的差别。400分以上的本科线与200多分的高职线有200分左右的差距，这在很大程度上说明了本科生与高职生之间的距离。他们没学好的原因虽然很多，但最主要的原因是这些学生普遍缺乏学习刻苦精神和学习自觉性，而且这些因素还仍在影响着他们现在的学习。在汉族居多的地区长大的一部分蒙古族学生虽然上大学前是蒙语授课，但汉语水平较好，在牧区长大的蒙古族学生因为上大学前很少接触汉族人，所以汉语表达等方面比较费力。学习一旦没有兴趣，他们身上的能量必然要释放在其他方面，于是，打架斗殴、抽烟喝酒等不良行为也就随之发生。（二）民族意识较强，对民族问题比较敏感民族自我意识是维系一个民族必不可少的要素。是一种文化自觉，是社会成员对自己民族归属和利益的自我感悟。一般来说，蒙古族大学生的民族情感十分强烈，并且这种民族意识随着个人素质、文化层次的提高而增强，在对待民族关系、民族问题方面表现得极为敏感。他们的民族荣誉感和民族自豪感非常强烈，特别关心本民族的政治地位，同样自己的民族语言、风俗习惯、宗教信仰等能否得到他人的尊重会被他们特别关注。他们的民族意识具有一定的排外性，不易接纳和吸收非本民族成员，这就大大阻碍了蒙古族大学生与其他民族或群体之间的融合与交流，突出表现在蒙古族大学生在校期间比较倾向和本民族同学进行交往，形成一个封闭的小集体，对本民族文化持高度的优越感，不容半点非议和争论。（三）具有勤劳勇敢、诚实守信、热情好客等优良品德和开朗直率、粗犷倔强的个性，但情绪自控能力较差蒙古族热情好客的传统美德和内蒙古地区淳朴的民风，影响和铸就了蒙古族大学生坦诚、豪爽、直率、外向的性格。少数民族学生爽直粗犷的性格为增进团结、建立良好的师生、同学问的人际关系奠定了坚实的基础。但情绪的自我控制与调节能力相对较差，遇到事情时不够冷静，受到指责批评或不被他人理解时容易引起思想波动。遇到同学矛盾时容易冲动、碰到困难时缺乏耐心等，常常会因一些小事便拳脚相向，引起同学间的矛盾和对立，甚至还会出现不同民族学生间的群体对立。除以上三点突出特点外，蒙古族学生还表现出一些与汉族学生不同的特点。如能歌善舞，在校园文化活动特别是文娱、体育活动中十分活跃，他们出众的表演才能、竞技成绩受到同学们的喜爱;总之，我们必须用辩证唯物主义的观点分析研究少数民族学生的特点，既看到少数民族学生与整个大学生群体之间的共性特征，又要找出少数民族学生与汉族学生之间的差异，做好针对性的教育引导工作。二、加强内蒙古地区高职高专蒙古族大学生思想政治教育的对策（一）加强社会主义核心价值观教育党的十八大将社会主义核心价值观基本内容概括为24个字：富强、民主、文明、和谐是国家层面的价值目标，自由、平等、公正、法治是社会层面的价值取向，爱国、敬业、诚信、友善是公民个人层面的价值准则。社会主义核心价值观对加强少数民族学生的思想政治教育具有十分重要的意义，只有把社会主义核心价值观与少数民族学生思想政治教育的全过程相结合，才能全面提高少数民族学生的思想政治素质。（二）发挥“两课”教学在思想政治教育中的主渠道作用通过学习马克思主义理论，树立正确的人生观、世界观、价值观，形成成熟的分析问题和解决问题的能力。将爱国主义和民族团结教育等知识纳入思想政治课程的教学内容，通过多种形式向学生传授党的基本理论和基本政策。（三）丰富校园文化活动少数民族大学生由于大多数来自偏远的农村和牧区，他们远离家乡，过多的业余时间会令其感到无事可做、空虚无聊，容易喝酒、聚会、引发事端。组织丰富多彩的校园文化活动，把少数民族大学生引入知识和娱乐的殿堂中，这样不仅发挥了少数民族大学生在文艺上的天赋，丰富了大学生活，更有利于扩大与周围汉族学生的接触和交流，增强各族学生之间相互关怀与帮助的意识，培养少数民族大学生的交际能力以及对集体的认同感和归属感。（四）关心学生的实际困难，把解决实际问题与解决思想问题结合起来少数民族学生的思想问题除了一部分纯属思想认识问题外，在很多情况下都是由实际问题引发的，这些问题主要是指在学习、生活等方面遇到的实际困难。为了帮助学生减轻思想负担，一方面，学校应该努力提高他们的文化素质，另一方面，帮助少数民族学生解决经济困难问题。在发放国家助学金、奖学金、困难补助时要优先照顾少数民族学生。同时还应该给他们多提供一些勤工助学的岗位。（五）加强少数民族思想政治工作队伍建设中共中央、国务院《关于进一步加强和改进大学生思想政治教育的意见》指出：“思想政治教育工作队伍是加强和改进大学生思想政治教育的组织保证”。思想政治工作者对少数民族大学生必须满腔热情，体贴他们，关心他们，与他们进行感情上的交流和沟通，对不同层次的学生提出不同要求和不同的教育方法，既要让他们成才，更要让他们成人。有条件的学校应该让一些高素质的少数民族教师负责教育和管理少数民族学生。共同的语言、共同的民族心理特征使师生间更容易沟通。学生在班主任那里既可感受到民族情，又能感受到师长爱，即使受到批评，抵触情绪也会少得多。少数民族学生班级的班主任不仅要做学生的严师，更要成为学生的朋友，做他们的贴心人。在这样的条件下开展教育和引导，就更具有说明力和感染力。【反馈信息是教师调控教学的首要依据，也是影响学生学习效果的重要因素，在课堂教学中扮演着不可低估的角色。此前，有关学者曾对浙江、甘肃两省近30所中小学的100名任课教师进行抽样调查，结果发现有61%的教师极为认可“课堂教学中教学反馈信息的收集和处理非常重要”的观点。[1]可见，教师对教学传播过程中反馈信息的重要性已达成共识。然而，如何在课堂教学中获取即时而全面的反馈信息，如何对反馈信息进行分析和处理，一直以来困扰着中小学教师，也逐渐成为当前课堂教学的瓶颈。一、互动反馈系统及其应用于课堂教学的优势互动反馈系统（InteractiveResponseSystem，简称IRS）是指在课堂教学的信息技术环境下，引入具有“1对1”特性的数字技术，将课堂教学过程的多媒体演示、信息反馈、师生及生生互动等环节进行高效整合的系统平台。[2]它作为反馈信息收集工具应用于课堂教学，主要有以下优势：（1）实时诊断教学效果，及时调整教学策略；（2）加强师生互动，活跃课堂气氛；（3）全体公平参与，关注问题解决；（4）随堂形成性评价，减轻教师负担；（5）支持多种格式教学资源展示，方便教师灵活运用。[3]二、互动反馈系统在小学语文课堂教学中的应用设计实例分析对象是浙江省金华市某小学一位语文教师应用IRS执教的人教版小学五年级上册语文第四单元复习课。其教学按点与对应的教学目标如表1所示。三、基于个案的即时反馈信息分析与处理IRS正以其收集反馈信息及时准确的独特优势逐步走进中小学课堂，并为越来越多的教师所熟知。针对所收集到的数据，教师有必要进行深入分析，以便于及时采取补救措施提高教学效率。以下将从正答率和应答时间两个角度，对收集到的即时反馈信息进行具体分析。（一）从正答率角度分析即时反馈信息正答率是教师了解学生整体认知水平、检验教学目标达成情况的一个重要窗口，在课堂教学中发挥着不可替代的作用。根据IRS活动记录中的正答率统计表，绘制如图1所示的柱形统计图。由图1可知，题目5的正确率远远低于60%。此时，教师通过提问发现：学生对“络绎不绝”和“源源不断”间的联系与区别已达成共识，但在具体运用阶段容易混淆。针对这一现象，教师利用IRS提供的即问即答功能临时设置题目6、题目7（具有真实情境的例句）以进一步巩固学生对该知识点的理解。此外，题目2的正答率稍有偏低，表明少部分学生对引号作用的认识仍处于模糊状态。据此，教师通过再次总结的方式加深学生对引号作用的印象。由此可见，IRS提供的正答率统计功能有助于教师在课堂中及时了解学生的思维过程，查找作答错误的原因，从而采取相应的措施调整教学策略，加强学生对易错知识点的把握，最终提高教学效率。（二）从应答时间角度分析即时反馈信息应答时间有助于教师反思教学按点设计的合理性以及教学方法选择的科学性，同时，也为教学策略调整以及教学行为分析提供了有力依据。根据IRS系统提供的历程与报表追踪功能绘制成如图2所示的团体反应曲线图。团体反应曲线是对原数据进行统计处理后得到的，反映应了作答时间与应答人数之间的关系。根据团体反应曲线，教师可以有效调整教学策略，深入分析教学行为，以下将针对本节课的教学按点进行具体分析。1.调整教学策略无应答时间是指从问题提出到第一个学生作出反应所经历的时间，在团体反应曲线中即为曲线起点所对应的时间。总体而言，无应答时间越短，题目越简单。由此，教师可根据团体反应曲线的起点判断教学按点的难易程度，从而有效调控教学步调。观察图2可知，题目1、5、6、7对应的无应答时间相对较短，同时，结合正答率统计图可发现，题目1、6、7的正确率普遍偏高，据此可判定题目1、6、7所应对的教学目标已基本达成，应适当减少教学时间；而其中题目5的正确率却显著偏低，此时教师应深入分析产生此现象的原因所在，并有针对性地调整教学策略以保证学生对该知识点的掌握。此外，题目2、3、4的无应答时间相对较长，但正确率却不低，表明学生对此类知识点已基本理解，只是掌握不够扎实，教师可在今后教学中有意识加强学生对相关内容的学习。2.分析教学行为面对简单提问，多数学生几乎可在同一时间做出反应，理论上而言应答率应在瞬间达到100%，在实际教学过程中却总有部分学生因精力不集中、误解题意等原因导致应答迟缓，此种情况在团体反应曲线中表现为指数函数图形。如图2所示，题目1、3、4、6、7的反应时间曲线均呈指数分布，教师可据此推测大部分学生对上述题目都能较好理解。而题目2、5的团体反应曲线趋向于S形，表明此类问题对学生而言难度较大，需经过充分思考与大量分析后才能做出反应。针对这一现象，教师应在课后及时寻找其本质原因，并在今后教学中采取适当的补救措施来促进学生对此类知识点的理解。四、利用互动反馈系统开展教学的策略调整建议（一）根据正答率调整教学策略1.调整教学方案，建立有效激励机制教学方案是教师通过对学生原有认知水平进行预测而设计的最有益于学生学习的内容编排及时间分配过程，实施过程中，需要结合反馈信息进行动态调整。例如：当IRS显示的正答率高于85%时，可适当减少相关知识点的教学时间，以留出更多时间讲解学生难以理解的知识内容；而正答率低于60%时，有必要调整预设的教学方案，选择一种学生更容易理解的方式进行教学。另外，根据正答率建立有效激励机制也同样是提高教学效率的有效手段。例如：当正答率高于85%时，可适当减少针对该知识点布置的课后练习，在保证教学目标达成的同时减轻学生负担，有利于激发学生的学习兴趣，提高学生课堂参与的积极性。2.开展同侪教学，解决认知冲突同侪教学是指组织学生以小组协作方式讨论具有严重认知分歧的知识点的教学过程，开展前提是同伴间产生较大的思维冲突，全体学生对所涉及的知识点处于概念模糊状态。[4]利用IRS的直观统计图，教师可了解每位学生的思维倾向，并对认知分歧现象一目了然。当发现学生产生认知分歧时，即可开展同侪教学，为所有学生提供向同伴解释自我观点的机会，引导他们在互动环境中相互说服，彼此精益概念，加深认知印象，牢固新知识记忆。总而言之，教师应根据正答率的高低，并结合课堂实况采取适当措施引导学生进行思考与讨论，促使学生形成并巩固对相关知识点的正确认识。（二）根据应答时间调整教学策略1.帮助学生认识自己，指导学生学会学习答题过程中，应答时间往往因少数学生反应较慢而延长，我们称这部分学生为慢智型思维学生。相比于其他学生，慢智型学生的思维过程相对缓慢，经常在教师、同学的催促下仓促完成作答，不仅不利于正答率的精确统计，而且还容易使这类学生产生自卑心理，对自己缺乏自信。面对慢智型学生，教师应采取列举案例、分析优势等方法帮助其正确认识自己，了解自己的思维方式，从自身的优势出发学会有效学习。2.分析思维过程，实施分层教学利用IRS提供的追踪与统计功能，可及时明确全体学生的作答情况，有利于教师在课堂中实现分层教学。针对反应快但作答错误的学生，教师可在按键后要求其说明理由，阐述思考过程及思路以检验其学习态度。若经过认真思考，只是思维过程出现错误，教师应予以鼓励；相反，可进行适当批评，使其认识到自己不端正的学习态度，促使其及时改正。另外，若该类学生较多，教师还可不定期调整学生座位，将此类学生安排在同一组或同一方向，便于教师于按键前进行观察与提醒。而对于作答速度快且选择正确的学生，教师应鼓励其在完成作答后进行自主学习，或给予这部分学生更高层次的学习任务，以做到兼顾全局，促使全体学生共同进步。综上所述，教师并不能全靠IRS收集的统计数据直接观察到学生的学习实情，还需在课后对数据加以深入分析，挖掘其中隐藏的有价值的教学资源，这无疑会增加教师工作量，需要教师投入更多的时间与精力，并保持足够的耐心。但从另一方面而言，IRS的应用也为教师进行高效教学提供了决策依据，有利于教师及时调整教学策略以提高教学效率。五、结论利用IRS及时准确收集学生的作答信息，并进行自动化统计处理，最终以视觉化图表形式呈现反馈信息的方式，有利于教师及时调整教学策略，从而做到适时分层，满足学生个性发展，实施因材施教，但要将IRS拥有的功能发挥得淋漓尽致，关键还在于按点设计及教学过程实施。可见，完全依靠IRS来改变教学效果显然不可取，教师需要在不断实践中亲身体验IRS的独特价值，形成个性化的使用风格。此外，除了从正答率和应答时间角度进行分析，教师还可以根据IRS提供的学生按键频率、平均分数、标准差等对课堂教学进行研究，找到设计教学过程的依据，力求更高效地达成教学目标。[控制器的输入:e(t)=yt)-r(t)输出控制器的控制规律就是u(t)与e()之间的关系,是在人工经验的基础上总结并发展的。控制器的基本控制规律有:比例、积分和微分,此外还有如继电器特性的位式控制