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摘要:文章深入分析了電氣工程與智能控制專業現狀與發展前景，提出建立電氣工程與智能控制專業綜合實驗室的方案，該實驗室既能實現單機智能控制算法，又可以實現基于CAN總線的網絡控制，還可以實現基于網絡的遠程控制，并且配備了全套的儀器，為學生實踐鍛煉和創新型設計提供了物質保障。幾年的運行經驗表明，該實驗室能夠完成理論課的驗證，也為畢業生奠定了良好的實踐基礎。
關鍵詞：智能控制；實驗室建設；教學改革
智能是當今社會的主流，從智能手機、智能家電到智能家居都在蓬勃發展。智能控制（intelligentcontrol）是電氣工程領域的智能化發展方向，是在無人干預的情況下自主地驅動智能機器實現控制目標的自動控制技術。智能控制理論的研究和應用是現代控制理論在深度和廣度上的拓展。智能控制的高速發展急需大量的專業人才，教育部于2012年設立了電氣工程與智能控制專業，我校于2014年成功獲批了該專業，但如何設置專業課程、建立怎樣的實驗室才能培養出符合社會需求的專業人才，是我們迫切需要解決的問題。
1專業定位
精準的專業定位是培養合格人才的前提條件。在制定專業培養方案時，我們首先對全國設立該專業的高校和相關企業進行調研，在廣泛調研的基礎上，我們又邀請了其他高校的專家參與專業定位，最后確認，電氣工程與智能控制應該是電氣工程的智能控制，是基于電氣工程和高級自動化的完美結合。基于這種定位，我們制定了相應的培養方案，開設了《智能控制基礎》《智能控制系統》等專業課和電氣工程方面的課程、網絡方面的課程；在實驗室配置上，電氣工程的智能化重點在“智能”。智能應該體現在兩個方面：一是設備本身是智能的，如采用模糊控制、神經網絡控制等智能算法；二是設備可以通過網絡控制，設備接受上面“大腦”的統一指揮與調度。
2實驗室配置
基于上面專業定位，實驗室應具有如下功能：第一，可以通過MATLAB對各種智能控制算法進行仿真；第二，可以用實驗設備對算法進行驗證；第三，實驗室具有網絡控制的功能；第四，實驗室本身是智能的，能夠實現遠程的管理與控制；第五，實驗室除基礎實驗外，還可以讓學生做創新實驗，培養學生的創新能力；第六，實驗室不僅能為本專業提供實驗支撐，還可以為測控專業（比如CAN總線實驗）、自動化專業（智能控制，DCS）提供相應的實驗支撐。智能控制實驗室可以完成以下三個方面的任務：一是能夠完成智能控制的基本算法，如模糊控制等；二是能夠完成網絡控制功能，如CAN網絡控制；三是能夠將智能控制與網絡控制結合在一起，如實驗室的監控，門禁燈光等的控制。為完成以上任務，我們對實驗室設備進行了仔細的配置，設備分三大塊：第一是一階倒立擺實驗；第二是基于CAN的網絡控制實驗；第三是基于MATLAB的仿真實驗。
3可開設實驗
該實驗室建成后能夠開設《智能控制基礎》《智能控制系統》《集散控制系統》《網絡技術》等課程的四大類近100個實驗。
3.1《智能控制基礎》實驗
智能控制基礎課包括模糊控制基礎、神經網絡基礎等基礎理論，其實驗有遺傳算法在機器人路徑規劃中的應用、基于BP神經網絡的自整定PID控制仿、基于MATLAB的模糊PID參數自整定控制、用遺傳算法求解函數最優化問題等10多個實驗。
3.2《智能控制系統》實驗
智能控制系統是智能控制專業最核心的課程，和該課程配套的實驗有一級倒立擺、二級倒立擺、球桿系統、磁懸浮系統等硬件。如直線一級擺實驗、系統建模及穩定性分析實驗、根軌跡校正實驗、頻率響應校正實驗、模糊控制系統設計實驗、狀態反饋控制實驗等20余個實驗。
3.3基于CAN總線的實驗
基于總線的控制是智能控制的重要組成部分，本實驗室開設了基于CAN總線的相關實驗，如繼電器輸出基礎實驗、數字量輸入輸出實驗、光電漫反射接近開關實驗、計數測頻實驗、測量實驗、熱電偶檢測實驗、電感式接近開關組態應用實驗、同步電機控制、異步電機控制以及閥門控制等幾十個實驗。
3.4基于互聯網的遠程控制實驗
通過互聯網進行遠程控制，能夠遠程控制燈光、窗簾、投影儀、溫濕度，還可以遠程監控實驗室的狀態。
3.5學生實踐、創新能力培養
智能控制實驗室是一個綜合性的實驗室，在需要做實驗時做實驗，在沒有實驗課的時候對學生開放，并且給學生配備必需的設備，比如示波器、萬用表、信號發生器、電源等。學生在實驗室可以鍛煉自己的動手能力和培養創新能力。
3.6學生課程設計和畢業設計
課程設計和畢業設計是對學生所學知識檢驗和對四年所學知識的總結，通過這一環節的鍛煉，使學生更容易學以致用，本實驗室為學生課程設計和畢業設計提供了網絡開發平臺，通過該平臺學生能將所學東西應用到實際中去。
3.7教師團隊建設和科研項目研發
教師團隊的建設需要搭建相應的平臺，而智能控制實驗室即為理想的平臺，教師可以建立幾個研究方向，從理論到實踐做深入的研究。該綜合實驗室不僅能為電氣工程與智能控制專業開設全方位的實驗，同時也可為測控專業開設總線類課程，為自動化專業開設智能控制相關實驗。
4運行效果
經過兩年的運行，該實驗室開出的實驗完全能夠匹配所開設的理論課，并且很好地驗證了理論內容，同時實驗內容和學生就業單位工作內容一致，所培養的學生到工作單位得心應手，受到用人單位的一致好評。
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作者:常國祥 郭明良 姜艷秋 單位:黑龍江科技大學
