第一篇：觀物理前沿講座有感

觀物理前沿講座有感

到了大四了，他家都在忙碌的準備考研或者準備找工作的同時，學院的老師連續幾周為我們開了物理前沿專題講座的報告，以及后來我自己又在網上看了一些關于物理前沿的視頻報告。老師們繪聲繪色的給我們講解了從古至今物理學家們對粒子和宇宙的探尋的發展過程，介紹了未來物理界即將探尋的問題，闡述了基礎研究的重要性和急需得到國家政府支持的原因。從這些課程中，我感慨萬千、受益匪淺。

從古至今，科學家們一直致力于研究尋找宇宙中最基本的粒子，和尋找反物質粒子組成的宇宙。

由經典物理帶來了蒸汽機、照相術、電子工程、收音機、電視、飛機，原子物理和量子物理引發了新材料，半導體和超導體、晶體管及其激光、計算機等，以及同位素技術和核能的應用。

我們經常聽到這樣的問題：你這個基礎研究有什么用？如果我們回答沒有，下一個問題就是：能得諾貝爾獎嗎？如果回答還是否定的，下一個問題就是：既沒有實際用途，又不能得諾貝爾獎，這個基礎研究有什么用？

這種急功近利的思想實際上普遍存在于各級領導、平民百姓、知識分子、科研管理人員甚至一些科學家的心里，雖然有時候他們不一定說出來。

我們也經常聽到一種說法，科學家不能只在象牙塔內自由探索，要與國家與社會需求相結合，為什么什么作貢獻。

這種要求自然有其合理成分，但如果大家都這么做，就顯然有問題。這句話還隱含兩層對基礎研究的誤解：其一，基礎科學研究就是自由探索；其二，有實際用途的科研才是國家需求，基礎科學不是。

什么是基礎科學研究？其目的到底是什么？如果不咬文嚼字，用我自己的話來講，那就是發現與研究自然界的各種基本規律、收集相關知識、建立完整知識體系的（學術）活動。其目的很簡單，就是更好地了解自然、理解自然，最終使人類能利用自然。從這個意義上說，基礎科學研究本身就是最大的國家需求。

試想，一個大國，且不說有創造性的貢獻，如果不能全盤掌握人類已知的所有知識及其體系，這個國家能有前途與未來嗎？帶過學生的都知道，要讓學生掌握前沿知識、方法，必須讓他做一項科研，題目本身有時并不重要，過程更重要。

基礎研究有時也這樣，有些研究聽起來匪夷所思，但實際上科學家通過該過程走在本學科的前沿。說不定哪一天，國家就會大大需要。

每個學科都有其自身的規律、目標、方法、傳統等等，外界不應懷疑與干預，要把選題的自由留給科學家自己，不能因選題似乎無稽而否定基礎科學研究的重要。

國家對基礎科學研究的目標應該是全面發展，建立完整的學科體系。各學科的目標是達到本學科的國際最好水平。因此，基礎研究既有科學家個人的自由探索，也可以是有組織、有計劃、有目的、有規劃的活動。以此衡量，學科建設與學術能力是基礎科學研究最重要的指標。

對于下一個世紀的挑戰，正負的決定在這一過程中是重要的

一個國家在基礎科學方面的投資在國民經濟總產值所占的比例是一個國家致力這個方面努力的一個標志，如果沒有基礎研究和教育方面的投資，發展經濟適用主義途徑不可能長期維持下去，基礎研究的原始動力是人類的好奇心，人們渴求學習新事物和了解自然現象。

基礎研究是新技術和工業發展的原動力，因此，基礎研究應該得到支持。從國家需求來說，我們的基礎科學研究必須學科完整，全面均衡發展，缺一不可。不可因一時的興旺而不顧一切地支持，也不可因一時的不時髦而不予支持，或任其自生自滅。重點只能是短期的，全面才是永久的。

在在很多老師的演講中，我了解到了從古至今物理學的飛速發展所取得的驚人成就，也對物理科學家所從事的物理工作和物理界致力于研究的學術問題有了一定的了解，并且深刻的了解到國家發展基礎科學的重要性，并希望通過我們現在大學生的倡導和學習為此做出一些努力！

第二篇：前沿物理講座聽后感

前沿物理講座聽后感

——從歷史上三次產業革命看物理學與社會進步

（物理與機電工程學院 應用物理）

前言：物理學是一門探究一切物質的組成及其運動發展規律，同時揭示它們之間的聯系和各種物理運動之間的關系的博大精深的學問。物理學是研究物質性質、運動規律及其相互作用的學科。物理學是自然科學的基礎學科．又是一門帶頭學科。物理學是古老的科學，又是一門不斷發展的科學。它向著研究物質世界的深度和廣度進軍，探索著物質世界及其運動的奧秘。物理學的進展密切關系著農業、工業等的發展，也同人類文明的進步息息相關。物理學是技術革命的先尋，已經為人類文明作出了巨大貢獻。從電話的發明到當代互聯網絡實現的實時通信，從蒸汽機車的制造成功到磁懸浮列車的投入運行，從晶體管的發明到高速計算機技術的成熟等等，這些無不體現著物理學對人類文明與社會進步的貢獻。

物理學對科學技術和生產力的發展起著最直接地推動作用，幾次工業革命便是最好的驗證。其都是由于物理學深刻地揭示了自然規律，構成了認識自然、改造自然的巨大力量，為科技發展提供了方法和技能。物理學正是通過推動著科學技術和生產力的發展，進而推動社會文明不斷前進。近一個世紀以來，物理學又有了嶄新的進展，帶來相應的新技術革命。

一、蒸汽機的發明和牛頓力學的建立，導致了第一次工業革命

17世紀，牛頓完成了劃時代的偉大巨著《自然哲學之數學原理》，其奠定了整個經典物理學的基礎，并對其他自然科學的發展起了極大的推動作用。牛頓力學的建立使人類對自然界的認識跨進了劃時代的新世界。經典物理學的思想方法、定量規律及實驗基礎，使科學技術的發展擺脫了當時多少還帶有經驗式的、工匠式的、思辨色彩的落后狀態，加快了科學技術的發展步伐，為第一次工業革命大規模發明和使用機械打下了基礎。世紀中期的英國資產階級革命，推翻了英國的封建專制制度，建立了資產階級和土地貴族聯盟為基礎的君主立憲制度，從而成為世界上第一個確立資產階級政治統治的國家。資產階級利用國家政權加速推行發展資本主義的政策和措施。英國通過圈地運動，聚集了大量勞動力，同時也擴大了英國的國內市場，以及多年的海外貿易和殖民擴張。但漸漸地，英國的資本主義生產大發展，采礦業，航海業甚至戰爭等的規模擴大都遇到了一定的困難。相同的是，它們都涉到動力機問題。從17世紀初已經有很多人著手這方面的工作，但都沒取得重大進展。直到1698年，英國的賽維利（Thomas Savery,1650~1715）才研制成功實用的蒸汽水泵。1705年，英國的紐可門（Thomas Newcoman,1663~1729），發明了第一臺蒸汽推動活塞工作的抽水機。瓦特（James Watt,1736~1819）對蒸汽機的改革

取得了歷史性的突破。1765年，他把蒸汽的冷凝過程安排在汽缸外進行，實現了汽缸的恒溫。這是對原始蒸汽機的關鍵改革。蒸汽機的研制是以力學和熱學為基礎的。那時，對溫度計、量熱學（比熱、潛熱）、熱傳導及熱的本質的研究等都取得了重大發展。瓦特在改革蒸汽機的過程中，就得到布萊克（J.Black,1728~1799）的理論指導。因此，科恩（M.H.Cohen）指出：“我們的制造廠不再被交給無知的工作者；相反，在他們中的大多數人中，有非常有知識的人，有受到良好教育的物理學家們，為了促進有用技藝的進步，我們必須指望他們”。

蒸汽機的歷史意義，無論怎樣夸大也不為過。它成功解決了工業化發展中的動力問題，成為大工業普遍應用的發動機，它提供了治理和利用熱能、為機械供給推動力的手段，結束了人類對畜力、風力和水力的由來已久的依賴。蒸汽機在火車機車和輪船上的應用，不僅大幅提高了貨運速度和數量，降低了成本，更在時間、空間和商品化的概念上引起了一場革命，極大地擴大了世界貿易版圖。

蒸汽技術革命引起了社會的全面變革，帶來了社會生產力的極大飛躍，使產業結構發生了巨大變化，機械制造業和加工業取代了農牧業而成為產業結構中核心支柱產業。

牛頓力學和蒸汽機的發明，使人類進入了機械化時代。

二、電磁理論的發現和建立, 使人類進入了電氣化時代

第二次工業革命發生在十九世紀下半葉，它以電磁理論的建立和發展，電氣技術開發和應用為基礎，極大促進了社會生產力的發展，引起了社會經濟結構和生產結構的巨大變革。同時，電磁場理論的發展拓展了科學研究領域，帶動了一些新興學科和相關交叉學科的發展。

在第一次工業革命時期，許多技術發明都來源于工匠的實踐經驗，科學和技術尚未真正結合。1870年以后，所有工業都受到科學的影響。科學與技術未能真正結合使得社會經濟發展受到很大障礙，生產力的發著迫切要求科學與技術真正結合，要求自然科學突破性進展并迅速轉化為技術。

歷史上第一個對電磁現象進行系統研究的是英國的吉爾伯特，但其研究停留于現象層面。此后一百多年，電和磁的研究非常緩慢。18 世紀，美國的富蘭克林證明了電的同一性，還定義了正負電荷，提出了電荷守恒定律。法國科學家庫侖借助扭秤實驗得到了靜電作用的平方反比定律。1820年，丹麥的奧斯特發現了電流的磁效應，首次得出了電磁統一的思想。不久，法國的安培提出了電流相互作用的安培定律，為電動力學的創立作了開創性的工作。后來，英國的法拉弟通過10年的努力，終于在1831年發現了電磁感應現象，并在實驗的基礎上創建了力線思想和場的概念，為麥克斯韋電磁場理論奠定了重要的理論基礎和實驗基

礎。麥克斯韋于1873年建立了經典電磁理論方程組——麥克斯韋方程組。其中，麥克斯韋提出了“渦旋電場”和“位移電流”假說，預言了電磁波的存在，算出了電磁波的傳播速度，從理論上證明了光是一種電磁波。電磁理論發展到了一個輝煌的時期。10年后，德國的赫茲在實驗室實現了電磁波的發送和接收規律，還證明了電磁波的一系列光學性質，為麥克斯韋理論的確立給出了權威性的證明。這樣就實現了物理學的第三次大綜合即電、磁、光的綜合。

電磁感應現象的發現奠定了電力工業最重要的基礎；對電磁波運動規律的研究也是電訊技術發展所不可缺少的。19世紀80年代，歐洲各國的物理學家相繼發明了交流發電機、變壓器、交流感應電動機和輸電系統。這些研究和發明, 為建造大容量電機，獲得強大電力提供了技術上的可能性；實驗室里成功的技術開發，引發了電力技術的廣泛應用，導致第二次工業革命。在電力革命的過程中，電磁場理論規定著革命的方向，指導著電力系統技術體系的建立。事實再一次證實了科學包括物理學對生產力發展的先導作用。科學技術的發展突飛猛進，各種新技術、新發明層出不窮，并被迅速應用于工業生產，大大促進了經濟的發展。第二次工業革命以電力的廣泛應用為顯著特點，把人類帶入了電氣時代。生產力的迅猛發展改變著社會結構和世界形勢，資產階級掌握了先進的生產力，實力日益壯大，開始確立對世界的統治。企業的規模也越來越大，生產和資本的集中促成了壟斷組織的形成。

事實再一次證實了科學包括物理學對生產力發展的先導作用。

三、量子理論與信息技術革命

信息革命始于20世紀40年代，以計算機問世為標志，目前方興未艾。從1904年發明二極管起，到1946年世界上第一臺電子管計算機研制成功止，是信息技術史上的“電子管時期”。1947年隨著半導體晶體管問世，信息技術史進入了“晶體管時期”。此后，集成電路的發明，打破了電路與元件分離的傳統觀念，使電子設備微形化。經過大規模集成電路階段后，超大規模集成電路又在迅猛發展。而計算機就是由這些物理元件組成的信息處理工具。

電子和信息技術具有物理基礎。首先是1925年~1926年量子力學的建立。1926年費米—狄拉克統計法的提出，得知固體中的電子服從泡利原理。1927年Bloch理論的建立，得知理想晶格中無電子散射。1928年Sommerfeld提出能帶的猜想。1929年Peiels提出禁帶、空穴的猜想；Wlson和Bloch從理論上解釋了導體、絕緣體和半導體的性質和區別；Mott和Jones用電子轟擊、X射線發射和吸收等方法驗證了能帶理論；Bethe提出費米面的概念；Landau提出費米面可測量。1947年Bardeen，Shockley，Brattain發明晶體管。1957年Pippard測量了第一個費米面(銅的)；而后，劍橋學派建立費米面編目。1962年制成集成

電路（IC）。70年代中后期，制成大規模集成電路（LIC）；制成超大規模集成電路（VLIC）；集成度以每10年一千倍的速度增長;巨型機的向量運算超過每秒億次；微機進入家庭。80年代以后智能計算機、光學計算機和量子計算機的研制取得一定成果，巨型機的運算速度已達數萬億次；網絡時代隨即到來，新物理技術，如光纖的應用，掀起了信息技術革命的又一次高潮。

第三次工業科技革命是人類文明史上繼蒸汽技術革命和電力技術革命之后科技領域里的又一次重大飛躍。它以原子能、電子計算機和空間技術的廣泛應用為主要標志，涉及信息技術、新能源技術、新材料技術、生物技術、空間技術和海洋技術等諸多領域的一場信息控制技術革命。這次科技革命不僅極大地推動了人類社會經濟、政治、文化領域的變革，而且也影響了人類生活方式和思維方式，使人類社會生活和人的現代化向更高境界發展。正是從這個意義上講，第三次科技革命是迄今為止人類歷史上規模最大、影響最為深遠的一次科技革命，是人類文明史上不容忽視的一個重大事件。

四、總結

歷史上的三次產業革命使得我們整個世界發生了翻天覆地的變化，社會進步，生活方便，經濟騰飛，政治完善等等，都是它的碩果，這三次產業革命所帶來的影響是不可估量的。

當今時代，物理學前沿領域的重大成就又將會引領著人類文明進入一片新天地，物理學的不斷進步必將對社會的發展和人類生活的改善產生不可估量的影響。

致謝：由衷的謝謝老師對我們的細心授課，讓我們獲益良多！

第三篇：前沿講座

計算機視覺學科前沿知識

計算機視覺就是用計算機來模擬人的視覺系統，實現人的視覺功能，通常是指用攝像機和計算機代替人眼對目標進行識別、跟蹤和測量等，從而實現對客觀的三維世界的識別。人與其他動物一樣，視覺、聽覺、觸覺等感官功能的產生，首先在于進化過程中生存的需要。根據美國心理學家Gibson的理論，人的視覺不管有多少用處，但主要功能可概括為適應外界環境和控制自身的運動。看到汽車沖過來，你會趕快回避；看到前面有激流，你不會冒然趟過去。“適應外界環境和控制自身的運動”還是比較抽象的概念。事實上，為了適應外界環境和控制自身的運動，視覺系統需要能識別物體（可想而知，一個人連親戚、同事、朋友都不認識，會怎樣生活），能判斷物體的運動以及確定物體的形狀和方位（否則，無法抓取物體）。所以，物體識別、物體定位、物體三維形狀恢復和運動分析，就構成了計算機視覺的主要研究內容。

隨著自動化水平不斷的提高，機器視覺在自動化行業中應用也是越來越多，而機器視覺在我國可以說處于剛起步發展階段，機器人視覺是一門新興的發展迅速的學科，八十年代以來, 機器人視覺的研究已經歷了從實險室走向實際應用的發展階段。從簡單的二值圖象處理到高分辨率多灰度的圖象處理,從一般的二維信息處理到三維視覺機理以及模型和算法的研究都取得了很大的進展。而計算機工業水平的飛速提高以及人工智能、并行處理和神經元網絡等學科的發展,更促進了機器人視覺系統的實用化和涉足許多復雜視覺過程的研究。

目前，機器人視覺系統正在廣泛地應用于視覺檢測、機器人的視覺引導和自動化裝配領域中。在現代化的大生產之中，視覺檢測往往是不可缺少的環節。比如，汽車零件的外觀，藥品包裝的正誤，IC字符印刷的質量，電路板焊接的好壞等等，都需要眾多的檢測工人，通過肉眼或結合顯微鏡進行觀測檢驗。大量的人工檢測不僅影響工廠效率，而且帶來不可靠的因素，直接影響產品質量與成本。另外，許多檢測的工序不僅僅要求外觀的檢測，同時需要準確獲取檢測數據，比如零件的寬度，圓孔的直徑，以及基準點的坐標等等，這些工作則是很難靠人眼快速完成。近年來發展迅猛的機器視覺技術解決了這一問題。機器視覺系統一般采用CCD照相機攝取檢測圖象并轉化為數字信號，再采用先進的計算機硬件與軟件技術對圖象數字信號進行處理，從而得到所需要的各種目標圖象特征值，并由此實現模式識別，坐標計算，灰度分布圖等多種功能。然后再根據其結果顯示圖象，輸出數據，發出指令，配合執行機構完成位置調整，好壞篩選，數據統計等自動化流程。與人工視覺相比較，機器視覺具有精確，快速，可靠，和易數字化等優點。

機器視覺系統的輸入裝置可以是攝像機、轉鼓等，它們都把三維的影像作為輸入源，即輸入計算機的就是三維管觀世界的二維投影。如果把三維客觀世界到二維投影像看作是一種正變換的話，則機器視覺系統所要做的是從這種二維投影圖像到三維客觀世界的逆變換，也就是根據這種二維投影圖像去重建三維的客觀世界。機器視覺系統主要由三部分組成：圖像的獲取、圖像的處理和分析、輸出或顯示。將近80%的工業視覺系統主要用在檢測方面，包括用于提高生產效率、控制生產過程中的產品質量、采集產品數據等。產品的分類和選擇也集成于檢測功能中。例如生產線上的單攝像機視覺系統，它的視覺系統用來檢測生產線上的產品，決定產品是否符合質量要求，并根據結果，產生相應的信號輸入上位機。圖像獲取設備包括光源、攝像機等；圖像處理設備包括相應的軟件和硬件系統；輸出設備是與制造過程相連的有關系統，包括過程控制器和報警裝置等。數據傳輸到計算機，進行分析和產品控制，若發現不合格品，則報警器告警，并將其排除出生產線。機器視覺的結果是CAQ系統的質量信息來源，也可以和CIMS其它系統集成。

由于沒有通用的機器視覺照明設備，所以針對每個特定的應用實例，要選擇相應的照明裝置，以達到最佳效果。過去，許多工業用的機器視覺系統用可見光作為光源，這主要是因為可見光容易獲得，價格低，并且便于操作。常用的幾種可見光源是白幟燈、日光燈、水銀燈和鈉光燈。但是，這些光源的一個最大缺點是光能不能保持穩定。以日光燈為例，在使用的第一個100小時內，光能將下降15%，隨著使用時間的增加，光能將不斷下降。因此，如何使光能在一定的程度上保持穩定，是實用化過程中急需要解決的問題。另一個方面，環境光將改變這些光源照射到物體上的總光能，使輸出的圖像數據存在噪聲，一般采用加防護屏的方法，減少環境光的影響。由于存在上述問題，在現今的工業應用中，對于某些要求高的檢測任務，常采用X射線、超聲波等不可見光作為光源。但是不可見光不利于檢測系統的操作，且價格較高，所以，目前在實際應用中，仍多用可見光作為光源。

機器視覺系統中，視覺信息的處理技術主要依賴于圖像處理方法，它包括圖像增強、數據編碼和傳輸、平滑、邊緣銳化、分割、特征抽取、圖像識別與理解等內容。經過這些處理后，輸出圖像的質量得到相當程度的改善，既改善了圖像的視覺效果，又便于計算機對圖像進行分析、處理和識別。圖像的增強用于調整圖像的對比度，突出圖像中的重要細節，改善視覺質量。通常采用灰度直方圖修改技術進行圖像增強。圖像的灰度直方圖是表示一幅圖像灰度分布情況的統計特性圖表，與對比度緊密相連。圖像的數據編碼和傳輸，數字圖像的數據量是相當龐大的，一幅512*512個像素的數字圖像的數據量為256 K字節，若假設每秒傳輸25幀圖像，則傳輸的信道速率為52.4M比特/秒。高信道速率意味著高投資，也意味著普及難度的增加。因此，傳輸過程中，對圖像數據進行壓縮顯得非常重要，數據的壓縮主要通過圖像數據的編碼和變換壓縮完成。圖像邊緣銳化處理主要是加強圖像中的輪廓邊緣和細節，形成完整的物體邊界，達到將物體從圖像中分離出來或將表示同一物體表面的區域檢測出來的目的。圖像分割是將圖像分成若干部分，每一部分對應于某一物體表面，在進行分割時，每一部分的灰度或紋理符合某一種均勻測度度量。圖像的識別過程實際上可以看作是一個標記過程，即利用識別算法來辨別景物中已分割好的各個物體，給這些物體賦予特定的標記，它是機器視覺系統必須完成的一個任務。

在本世紀四、五十年代發展起來的線性濾波器以其完善的理論基礎，數學處理方便，易于采用FFT和硬件實現等優點，一直在圖像濾波領域占有重要地位，其中以WIENER濾波器理論和卡爾曼濾波理論為代表。但是線性濾波器存在著計算復雜度高，不便于實時處理等缺點。雖然它對高斯噪聲有良好的平滑作用，但對脈沖信號干擾和其它形式的噪聲干擾抑制效果差，信號邊緣模糊。為此，1971年，著名學者TUKEY提出非線笥濾波器——中值濾波器，即把局部區域中灰度的中值作為輸出灰度，并將其與統計學理論結合起來，使用迭代方法，比較理想地將圖像從噪聲中恢復出來，并且能保護圖像的輪廓邊界，不使其變模糊。近年來，非線性濾波理論在機器視覺、醫學成像、語音處理等領域有了廣泛的應用，同時，也反過來促使該理論的研究向縱深方向發展。

第四篇：前沿講座

智能控制及其應用

院 － 系： 信息工程與自動化學院 專 業： 模式識別與智能系統 年 級： 2011 級 學生姓名： 朱 丹 學 號： 2011204082 任課教師： 楊承志、馮麗輝、萬舟

2011年11月

摘要

智能控制是自動控制發展的高級階段，是人工智能、控制論、信息論、系統論、仿生學、進化計算和計算機等多種學科的高度綜合與集成，是一門新興的邊緣交叉學科。智能控制的主要方法有人工神經網絡、模糊控制與專家系統，為解決那些用傳統方法難以解決的復雜系統的控制問題提供了有效的理論和方法。目前，智能控制已經被廣泛應用于工業、農業、服務業、軍事航空等眾多領域，具有廣闊的發展前景。

關鍵詞： 智能控制 人工神經網絡 模糊控制 專家系統

ABSTRACT

Intelligent automatic control is the advanced stage of development of automatic control．It is comprehensive and integrated subject of artificial intelligence, cybernetics, information theory, system theory, bionics, evolutionary computation, computer and so on.It is a new edge of the overlapping subject.The main method of intelligent control are following：artificial neural network , fuzzy control and expert system.In order to solve the complex control problem which is difficult to solve by the traditional methods.It provides effective theory and method.At present, the intelligent control has been widely used in industry, agriculture, services, military aviation, etc, and has a broad development prospects.Keywords: intelligent automatic control artificial neural network fuzzy control expert system

引言

隨著信息技術的發展，許多新方法和技術進入工程化、產品化階段，這對自動控制技術提出了新的挑戰，促進了智能控制理論在控制技術中的應用，以解決用傳統的方法難以解決的復雜系統的控制問題。智能控制不僅包含了自動控制、人工智能、系統理論和計算機科學的內容，而且還從生物學等學科汲取豐富的營養，正在成為自動化領域中最興旺和發展最迅速的一個分支學科。

一、智能控制的基本概念和特點

傳統的控制方法是建立在被控對象的精確數學模型之上的，而智能控制是針對系統的復雜性、非線性、不確定性等提出來的。IEEE控制系統協會把智能控制歸納為：智能控制系統必須具有模擬人類學習和自適應的能力。一個智能控制系統一般應具有以下一些特點：

1.智能控制具有混合控制特點，系統能以知識表示非數學廣義模型和以數學表示的混合控制過程，采用開閉環控制和定性決策及定量控制相結合的多模態控制方式；

2.智能控制系統具有足夠的關于人的控制策略、被控對象及環境的有關知識以及運用這些知識的能力；

3.智能控制系統具有自學習、自適應、自組織能力，能從系統的功能和整體優化的角度來分析和綜合系統，以實現預期的控制目標； 4.智能控制系統有補償及自修復能力；

5.智能控制系統能對復雜系統(如非線性、多變量、時變、環境擾動等)進行有效的全局控制，并具有較強的容錯能力。

二、智能控制的主要方法 2.1 模糊控制

模糊控制是基于模糊推理和模仿人的思維方法，對難以建立精確數學模型的對象實施的一種控制，其成功應用的根源在于模糊邏輯本身提供了由專家構造語言信息并將其轉化為控制策略的一種系統的推理方法，以模糊集合、模糊語言變量與模糊邏輯推理為基礎，以先驗知識和專家經驗為控制規則。其基本思想是用機器模擬人對系統的控制,就是在被控對象的模糊模型的基礎上運用模糊控制器近似推理等手段,實現系統控制。在實現模糊控制時主要考慮模糊變量的隸屬度函數的確定,以及控制規則的制定二者缺一不可。

2.2 專家控制

專家控制是智能控制的一個重要部分，它在將人工智能中專家系統的理論和技術同自動控制的理論和方法有機結合的基礎上，在未知環境下模仿專家的智能，實現對系統的有效控制。專家系統一般由知識庫、推理機、解釋機制和知識獲取系統等組成。知識庫用于存儲某一領域專家的經驗性知識、原理性知識、可行操作與規則等，可通過知識獲取系統對原有知識進行修改和擴充。推理機根據系統信息并利用知識庫中知識按一定的推理策略來解決當前的問題。解釋機制對找到的知識進行解釋，為用戶提供了一個人機界面。通過對知識的獲取與組織,按某種策略適時選用恰當的規則進行推理,以實現對控制對象的控制。專家控制可以靈活地選取控制率,靈活性高;可通過調整控制器的參數,適應對象特性及環境的變化,適應性好;通過專家規則,系統可以在非線性、大偏差的情況下可靠地工作,魯棒性強。

2.3 神經網絡控制

神經網絡是模擬人腦神經元的活動,利用神經元之間的聯結與權值的分布來表示特定的信息,通過不斷修正連接的權值進行自我學習,以逼近理論為依據進行神經網絡建模,并以直接自校正控制、間接自校正控制、神經網絡預測控制等方式實現智能控制。隨著人工神經網絡應用研究的不斷深入，新的模型不斷推出，在智能控制領域中，應用最多的是BP網絡Hopfield網絡等。與傳統控制相比，它具有以下重要特性：○1非線性神經元網絡在理論上可以充分逼近任意非線性函數；○2自學習和自適應能力；○3并行式分布處理機制；○4數據融合能力。目前神經網絡在信號處理、系統辨識和優化、模式識別、故障診斷、機器人等多個領域取得成功應用，它對智能控制的發展應用將具有重大而深遠的意義。

三、智能控制的應用

目前，智能控制已經被廣泛應用于工業、農業、服務業、軍事航空等眾多領域，具有廣闊的發展前景。主要表現在以下幾個方面：

3.1機械制造

在現代先進制造系統中,需要依賴那些不夠完備和不夠精確的數據來解決難以或無法預測的情況,人工智能技術為解決這一難題提供了有效的解決方案。智能控制隨之也被廣泛地應用于機械制造行業,它利用模糊數學、神經網絡的方法對制造過程進行動態環境建模,利用傳感器融合技術來進行信息的預處理和綜合。利用模糊集合和模糊關系的魯棒性,將模糊信息集成到閉環控制的外環決策選取機構來選擇控制動作。利用神經網絡的學習功能和并行處理信息的能力,進行在線的模式識別,處理那些可能是殘缺不全的信息。

3.2 智能儀器

隨著微電子技術、微機技術、人工智能技術和計算機通訊技術的迅速發展，自動化儀器正朝著智能化、系統化、模塊化和機電一體的方向發展，微型計算機或微處理機在儀器中得到廣泛應用，已成為儀器的核心組成部件之一。它能夠實現信息的記憶、判斷、處理、執行以及測控過程的操作、監視和診斷，因而這類儀器被稱為”智能儀器”。

3.3 智能機器人

智能機器人是一種能夠代替人類在非結構化環境下從事危險、復雜勞動的自動化機器，是集機械學、力學、電子學、生物學、控制論、計算機、人工智能和系統工程等多學科知識于一身的高新技術綜合體。機器人研究者們所關心的主要研究方向之一是機器人運動的規劃與控制。一個規定的任務出臺之后，設計人員首先必須作出滿足該任務要求的運動規劃；然后，規劃再由控制來執行，該控制足以使機器人適當地產生所期望的運動。

3.4 智能監控

在許多的工業連續生產線，其生產過程需要監視和控制，以保證高性能和高可靠性。為保持物理參數具有一定的精度確保產品的優質高產，我們已在一些連續生產線或工業裝置上采用了有效的智能控制模式。例如，旋轉水泥窯的模糊控制、汽車工業的高級模糊邏輯控制、軋鋼機的神經控制、工業鍋爐的遞階智能控制以及核反器的知識基控制等。

3.5 醫療過程智能控制

從70年代中葉起，專家系統技術就被成功的應用于各種醫療領域。醫用智能過程控制的新例子之一就是一個用于控制手術過程中麻醉深度的病人平均動脈血壓(MAP)的模糊邏輯控制系統。MAP是衡量麻醉深度的重要參數。在該控制系統的設計和實現時，我們采用模糊關系函數和語言規則。本系統已在許多不同的外科手術中得到成功應用。

四、智能控制的發展前景

智能控制廣泛應用于工業、農業、服務業、軍事航空等多個領域，解決了傳統控制無法解決的實際控制問題。但是智能控制仍然只處于開創性階段。就目前智能控制系統的研究和發展來看，智能控制還有許多問題有待解決，主要有以下幾點： ○1加強理論研究，給出智能控制的穩定性、可測性、可控性、魯棒性定義及準則；○2解決知識獲取和優化的瓶頸問題，特別是動態系統的知識獲取和分類； ○3加強各種智能控制方法結合的耦合度； ○4加強學習問題的研究，進而加快收斂速度，提高實時控制能力； ○5融入更多領域知識，拓寬智能控制的范圍。

智能控制是一門跨學科、需要多學科提供基礎支持的科學，智能控制很難存在普遍、統一的理論體系，因此，建立具有開放性、形式非唯一的集成化智能控制框架是現實的，也是必要的。

參考文獻

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2007(8).

第五篇：觀(教育講座》有感

觀《教育講座》有感

山東省淄博市周村實驗學校 姓名：艾芝蘭 指導老師：李擁軍

今天，我看了山東農科頻道播出的一個節目，這個節目是由教育專家王金戰老師為我們講的，主要講了學生怎么才能愛上學習，家長怎么才能教育好孩子，并且，王金戰老師還給我們講了發生在他身邊的故事，我聽了之后，也聯想起了發生在自己身邊的事。

我有一個同學，她在她班里的成績一直上不去，并且她的媽媽還給她報了補習班，但是也沒有什么明顯的效果，后來我知道了她的成績為什么一直上不去，原來是她媽媽在她做作業的時候去干自己喜歡的事情，她爸爸也不會講解題，就座在客廳看電視，而她呢，由于上課聽不懂，但又不敢問，所以回到家里有很多題她都不明白，她只好隨便寫上一個數，要不就直接不做，時間一長，她對學習便沒了興趣，老師只要一講課，她自己就像被施了魔法一樣想睡覺。她的爸爸媽媽跟我的爸爸媽媽比起來差遠了，我覺著她的爸爸媽媽應該多陪陪她，而她自己對待學習也要認真。王金戰老師在節目中說：“好孩子是夸出來的，家長對孩子的態度應該是鼓勵孩子，用欣賞的眼光看待自己的孩子，要及時表揚。”當然，這是對家長的要求。而我們學生也應該好好學習，不要像我的同學那樣不敢提出問題，不敢積極發言。

王金戰老師講得非常有道理，我一定要奔著目標考入好大學，長大報答爸爸媽媽和老師對我的關愛。