递阶结构范文

递阶结构范文（精选5篇）

递阶结构 第1篇

目前音乐喷泉的硬件控制系统主要有两种模式[1],一是采用变频控制系统,另一种是采用工控机加单片机[2,3]。本课题采用工控机和单片机来控制喷泉各部件的运动。设计喷泉主要有中心主喷、环形直喷、圆形喷泉和弧形喷泉等部分组成,其中圆形喷泉和弧形喷泉的摇摆机构及电磁阀是由工控机和单片机组合控制,而中心主喷和环形直喷以及所有喷泉水下灯均有工控机发出的I/O开关量信号直接控制。

在音乐喷泉的节奏控制方面较常用的方法有两种,一种是采用变频控制器的方法,原理是音乐经可编程序控制器送至变频控制器,再经变频器控制水泵;另一种是采用上位机控制软件手工编辑音乐节奏文件。采用变频控制器方法的原理是通过变频控制器将输入的音乐文件分频后,来控制音乐喷泉各组成部件的动作,这种方法存在一定的不足,没有手工编辑音乐节奏文件方法人性化。人工编辑音乐节奏文件的方法是由专业的水景设计人员根据播放音乐文件的节奏来人为地控制每一个喷头的开启与关闭,摇摆与停止等动作方式,最后通过上位机控制程序将音乐的播放节奏和喷泉的各种动作方式完美地结合在一起[4~6]。

1 硬件系统设计

1.1 采用的技术方案体系

音乐喷泉通过其变幻多样的动作方式来带给人们视觉和听觉上美的享受,故音乐喷泉的花色控制是决定其表现效果的关键因素,也是课题技术方案研究的根本出发点。为实现最佳的喷泉运动控制效果,采用以下控制思路:

1)由于喷泉系统的庞大,课题拟采用递阶架构的硬件设计;

2)通过控制信号对每个水下泵的开关量进行控制,从而实现喷泉水柱的高低变化;

3)通过对每个弧形(圆形)喷头所对应的电磁阀的开关控制,实现喷嘴的喷水与否;

4)通过对各喷头所对应的水下灯控制,来达到灯光随喷头的动作变化而变化;

5)采用信号控制每个喷头所对应的摇摆机构,来实现水柱的摇摆;

6)采用传感器将报警信号传输至上位机控制系统。

1.2 受控系统的基本结构设计

通过以上的花色控制分析,课题采用递阶式的硬件布置结构,将各受控单元进行主题分层,首先将受控元件分为8大控制部分,命名为受控模块,其结构图如图1所示,其中中心主喷控制模块、环形直喷控制模块、圆形喷雾控制模块、各路水下泵控制模块、各路水下灯控制模块以及报警控制模块是由工控机I/O信号直接控制,信号传输路径是经上位机PC工控机受控机构。

而圆形和弧形喷泉控制模块是由工控机和单片机组合控制,其控制模块如图1所示。控制信号的传递要经过两级单片机的处理,从而实现对多个受控元件的分组控制。信号的传输路径为:上位机工控机弧形(圆形)信号转换主板(单片机A)RS232/485转换器弧形(圆形)电机控制主板1路(单片机B)弧形(圆形)电机驱动块1/8受控电机。

采用递阶式的结构给分组控制各喷泉部件提供的有利条件。由于喷泉组成部件庞大,利用总线技术将相同信号在控制层之间进行分流,可以有效利用信号源,减少系统硬件数量。

2 上位机控制系统设计

上位机控制系统是整个音乐喷泉控制系统的重要组成部分,操作人员可以通过上位机软件实现对喷泉部件中控制单元组成元素的一对一控制。为实现音乐喷泉的最佳表现效果,研究采用人工编辑音乐节奏文件的方式设计上位机花色编辑模块,并通过仿真控制软件向喷泉受控元件发送动作方式信号。故上位机控制系统由音乐节奏编辑模块和仿真监控模块两部分组成。

音乐喷泉各受控部件都可以通过音乐节奏文件编辑模块生成的喷泉控制文件来精确的控制。在音乐节奏编辑模块和音乐喷泉花色仿真和监控模块之间的文件信息的传递采用二进制文件格式,二进制文件的优点在于系统可以直接读取每条控制信息并将其传输给下位机执行,减少了中间环节的格式转化,提高了设备花色动作的连贯性。当控制文件信息传输给仿真监控模块后,经系统仿真可以看到控制文件的实际花色变化,进而可以对控制文件做进一步的优化处理。其基本流程图如图2所示。

2.1 音乐节奏编辑模块

2.1.1 具体功能

音乐节奏编辑系统是水景设计人员设计喷泉花色的操作平台,设计人员需要根据音乐的节奏和播放进度来设计喷泉各组成部件的动作,从而使音乐喷泉的动作与音乐精准地揉和在一起。该模块所实现的功能:创建、修改喷泉控制文件,音乐文件演示,喷泉控制文件格式转化等。

2.1.2 确定被控对象及其动作方式

音乐节奏编辑模块主要是针对音乐喷泉的各组成元件的控制进行系统开发,而喷泉的组成元件即为该模块的被控对象。其中包括中心主喷、中心主喷灯、环形直喷、环形直喷灯、环形喷雾、圆形摇摆跑泉、圆形摇摆跑泉灯、弧形摇摆跑泉、弧形摇摆跑泉灯。以上各部件均可由程序控制。

被控对象的动作方式是产生喷泉动态效果的基础,通过程序来控制被控对象的动作方式可以达到将喷泉花色与音乐节奏完美地揉合在一起的目标。被控对象的花色样式是每条控制语句中的关键组成部分,动作方式如下:中心主喷具有开启和关闭两种状态;中心主喷灯有随动和常开两种动作方式;环形直喷有八个喷头,须具有开启的花色变化效果,即八个喷头的开启与关闭状态需排列组合圆形摇摆跑泉需可以摇摆喷水,亦可静止喷水

2.1.3 控制协议

控制协议是上位机与下位机进行信息传递的桥梁,也是整套系统的核心。系统使用的控制信号均为开关量信号,并且系统的每条控制命令选用1个字节八位的下发方式,所以制定控制协议时将工控机的I/0口分为8个一组(如表1所示)。每个I/0口对应一台或一组设备,从而实现了对每组受控对象中的组成部件一对一的控制。然后将每组控制I/0列为一个控制位,该控制位实现了对不同被控对象的命令切换,如控制位1用来控制摇摆跑泉,控制位2用来控制弧形摇摆跑泉。

当确定通讯协议后,即可形成用程序发送控制命令的方法,发送命令语句结构如下:

输出语句=控制位+被控对象+动作方式(1)

其中控制位是指该被控设备被哪一组I/0控制,被控对象指在每组控制I/0中所控制的设备,动作方式是被控对象的动作方式(开/关)。采用数字表示时,被控对象为十进制数,被控对象和动作方式均为8位一个字节的控制命令,在具体编程时采用16进制的表示方式。

如仅开启直喷泵7和直喷泵8,其控制语句输出实现关键代码如下:

Device Port Choice 1,OUTPORT选择控制位1选择输出状态Output

Device Port Write Byte 1,&HFF,&H03输出控制语句

2.2 仿真优化控制模块设计

该模块实现对音乐节奏文件模块生成的喷泉控制文件(.bin)的解析,并将解析出的控制语句向喷泉各执行结构发送。可选择开始和不开启喷泉执行机构的模式,当不开启时处于仿真优化状态,开启时处于喷泉运行状态。

仿真优化控制模块执行音乐节奏编辑模块生成的喷泉控制文件,故其受控对象,受控对象的动作方式,控制协议,控制语句格式等与音乐节奏编辑模块完全相同。

该模块具体功能是执行由音乐节奏编辑模块形成的音乐节奏控制文件(.bin),通过提取控制文件中的控制语句来控制各喷泉执行机构。并提取控制文件中的音乐文件路径,将音乐的播放进度与喷泉的控制节奏结合在一起。该模块的工作流程如图3所示。

3 上位机控制系统实现

3.1 音乐节奏编辑模块具体实现

通过以上的分析和约定,最终形成的编程的基本架构和具体实现方法。音乐节奏模块是水景设计人员根据音乐的节奏来决定开启或关闭那些喷泉设备的控制程序,首先水景人员要根据音乐的播放进度来编辑喷泉的动作,其中包括喷泉的开启时间,喷泉的类型,喷泉的动作方式,喷泉花色运行时间,喷泉每条执行动作之间的运行间隔,以及与喷泉相匹配的灯光的动作类型(随动,常亮)。

音乐编辑的流程:

1)新建音乐节奏编辑文件(或打开已存在音乐节奏文件)

音乐节奏编辑状态的文件采用数据库(.mdb)文件作为数据存储单元,该存储单元可以进行各种数据库操作,如删除、添加、修改等。

2)向音乐节奏文件中插入控制语句(或修改/删除控制语句)

喷泉控制文件是按步执行动作的,即按控制文件中的控制语句,控制语句的结构如下:

控制语句=开/关时间+喷泉类型+动作方式+灯光方式+运行时间+动作间隔(2)

3)是/否开启音乐

即在音乐节奏编辑过程中,根据音乐的节奏和播放进度来设计控制语句。

4)数据格式转化(输出)

为方便音乐喷泉监控仿真模块更迅速地执行每条控制语句,减少信息传输的滞后性,在音乐节奏编辑模块里提供了数据格式转换模块。即将.mdb数据库格式文件根据数据转化约定转化为.bin控制文件,其具体流程如图4所示。

音乐节奏编辑模块采用流行的VB语言来编写,采用Access数据库。根据控制实现的目标和控制对象,以及各控制对象的动作方式的技术要求来编写该模块,其具体界面如图5所示。

3.2 仿真优化控制模块的具体实现

通过以上模块功能设计,最终形成了编程架构。其中系统输入为音乐节奏控制文件(.bin),动作选择为是否开始喷泉电源及各水泵电源。系统表示层(输出)为音乐输出,界面显示喷泉动作,各执行机构运动。其具体操作界面如图6所示,监控界面显示了音乐喷泉的各组成部件,包括弧形喷泉,圆形喷雾,圆形喷泉,直喷和主喷。

通过在控制界面上的图标颜色的改变来查看喷泉组成部件的工作状态,这里的实现方式是通过将喷泉执行机构的动作方式与图中每组图标按位与的结果进行图标绘制,如中心主喷界面表示实现关键代码:

仿真优化控制模块采用VC语言编写。

4 结论

音乐喷泉的控制方式是决定音乐喷泉达到最佳表现效果的关键因素,而采用变频器自动分频的音乐喷泉控制方法又显得过于呆板。课题采用人工编辑水型,并加以仿真优化的设计思路开发复杂音乐喷泉上位机控制系统,将人的因素加入音乐喷泉运动控制过程中。音乐喷泉控制文件采用二进制的文件格式进行信息传递,从而提高了上位控制软件读取和向执行机构下发控制命令的速度,使各执行机构的动作更加连贯和准确。系统在上海紫竹科技园区得到了具体实施,并投入运行。试用结果表明,系统上位控制系统设计合理,采用的运动控制方式正确、有效、可行,达到了预期的效果。

参考文献

[1]魏世化.变频控制器在音乐喷泉控制系统中的应用[J].变频器世界,2006.2.

[2]Liu,Dan;Zhang,Naiyao;Zhu,Hancheng.Computer aided de-sign system for developing musical fountain programs.[J]Tsinghua Sicence and Technology,2003,8(5):613-615.

[3]吴仁华,祁大勇.大型广场音乐喷泉控制系统设计[J].测控技术,2003,22(9):34-35.

[4]唐莉萍,汪.音乐喷泉上位机控制系统设计[J].东华大学学报(自然科学版),2003,29(4):38-41.

[5]张鸿业,徐立新,徐洪泽.基于预测算法的计算机音乐喷泉控制[J].北京理工大学学报,1999,19(1):50-52.

递阶结构 第2篇

关键词：电子专业 三层递阶式 实践教学体系 开放实验室

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）05（a）-0141-02

地方院校办学目标主要是为地方培养经济技术发展需要的应用型专门人才。在地方院校的高速膨胀过程中，电子类专业基于应用广泛等特点占据了很大的生源比例。如何把这些专业办活，办出特色，提高学生竞争力，则需要认真分析地方性高校电子类专业的实践教学与各教学环节之间的关系；实践教学中施教方、受教方的特点[1～2]。总结以往实践教学经验，依托校电子工程训练中心和校外实训基地，改革现行电子类专业实践教学模式，探讨构建了一种更适应地方院校要求的、以创新精神和工程实践能力为核心的“三层递阶式”实践教学体系，以提高学生的实践动手能力。

1 “三层递阶式”实践教学体系

1.1 “三层递阶式”实践教学体系构架

实践教学是高等工程教育教学过程中的重要组成部分。在新形势下，培养适应国家经济社会发展需要的多层次、复合型、应用型、创新型人才，是高校的历史责任和目标。实验教学的目的是培养宽口径、厚基础、强能力、复合型的“三创”（创新的思维、创业的精神、创造的能力）人才，是培养大学生基本技能、实践能力、创新意识的关键教学环节。然而，在传统的实验实践教学模式下，存在着学生知识面较窄、综合设计能力较弱等问题。为有效地解决这些问题，培养学生的创新、创造精神，提高学生的实践能力，我们构建了一种实践教学新体系[3～4]。该体系分为3个层次，即：基础实验层、应用设计层、综合创新层，整个体系呈塔式結构。“三层递阶式”的教学目标和要求（如表1所示）。3个层次均贯穿着创新性、综合性、研究型的实验内容和项目。

1.2 “三层递阶式”的实验教学内容

“三层递阶式”的实验内容划分成初级、中级、高级三档，强调实验教学在人才培养过程中，理论教学所不能替代的作用。“三层递阶式”实践教学课程体系由基础型—应用设计型—综合创新型3个层次的教学模块组成，不同的模块，赋予不同目标和要求（见表1）。而且，要求每个模块还包含多个实验项目，每个实验项目又包括多个可供选择的实验内容，以适应不同人才的个性发展（如图1所示）。

1.3 “三层递阶式”能力培养模式

“三层递阶式”能力培养模式依据实践教学体系和实验教学内容执行三层次培养模式，即基础技能—应用设计能力—综合创新能力的培养（如图2所示）。

2 “三层递阶式”实践教学的硬件保障

三层次开放实验室和实验课程平台是“三层递阶式”实践教学新模式的硬件保障[5]。近几年来，我院的实验室建设经费逐年提高，增加了应用性、实用性、综合性、研究性、创新性的实验设备，并将实验室进行重新整合布局，建设成了三层次实验课程平台。为了能够满足“三层递阶式”实践教学的目标和要求，在实验室里将多媒体课件、虚拟、仿真与实际相结合运用到教学活动中，将先进的技术贯穿于实验课程，让学生接触、学习、使用先进的技术和设计方法、测量方法，提高学生的设计创新能力。

为了激发学生参与课外科技活动的热情，加强培养学生基本动手能力、应用设计能力、综合创新能力，我院建设了由普及型-提高型-精英型的三层次开放实验室，以满足“三层递阶式”课外实践教学的目标和要求[6]。普及型开放实验室针对一、二年级学生进行工程入门型的技能训练，开设了例如小型功率放大器、稳压电源、电子门铃、声光控开关等二十多个电子小产品制作。提高型开放实验室是全天候面向二、三年级学生的开放实验室，入驻学生是普及型开放实验室中表现优秀的学生经申请批准后进入的。实验课题有教师的科研项目、教师指定的一些设计性和综合性项目、大学生创新实验项目、开放实验室基金项目。精英型开放实验室是以培养学生电子技术综合创新能力和设计开发能力为主，主要配备电脑、先进电子测试仪器等。主要面向三、四年级学生开放，入驻的学生是从提高型开放实验室中选拔优秀学生组成，准备参加全省和全国大学生电子设计竞赛。在开放实验室，学生可以进行电子产品硬件设计、PCB设计制作、软件设计、产品试制、整机综合调试等技能训练，实现对学生的创新、创业能力进行综合培养。精英型开放实验室课题项目主要有历届全国和各省的大学生电子设计竞赛题，学生也可根据自己的兴趣自由选择综合性、设计性、创新性的课题。

3 结语

经过近两年对“三层递阶式”实践教学体系的运行，教与学两者的关系清晰，教师培养学生的主要目标和方向明确，学生能够学以致用。特别是，利用三层次开放实验室培养不同年级和能力的学生，实现了推动开展大学生课外科技活动和电子学科竞赛的目的，不仅取得了一定的成绩，而且营造了良好的学习氛围，展现了“三层递阶式”实践教学体系的人才培养成效。2011—2012年学生在参加省级大学生电子设计竞赛中获得一等奖有2组、二等奖有4组、三等奖有6组；获得国家级大学生创新训练计划项目2项、省级8项，均创历史新高。全面提高了学生的基本素质，增强了他们在就业、升学及创业中的竞争力，“三层递阶式”实践教学体系初见成效。

参考文献

[1] 张立民.隋燕，李维祥.电子信息类综合性系统实验的教学改革与探索[J].实验技术与管理，2007，24（10）：118-120.

[2] 梁伟.地方高校电子类专业实践创新教学体系的探索[J].实验技术与管理， 2010，27（12）：16-19.

[3] 冯根良，郑青根.多层次电子电工实验教学体系建设与实践[J].实验室研究与探索，2009，28（3）：81-83.

[4] 石光明，王松林，周佳社，等.塔式电工电子实验教学新体系的建设与探索[J].实验室研究与探索，2006，25（12）：1543-1546.

[5]甘辉霞.电气工程实验教学模式探索与实践[J].中国电力教育，2012（33）：65-66.

递阶结构 第3篇

关键词：递推辨识,参数估计,随机梯度,递阶辨识

尽管多输入多输出系统和多输入单输出系统有很多辨识方法, 如多输入多输出系统状态空间模型的递阶辨识方法[1], 多输出多输出系统的递阶随机梯度算法[2]和递阶最小二乘算法[3], 然而, 单输入多输出系统的辨识方法还不多见, 现研究单输入多输出系统的递阶增广随机梯度辨识算法。

1基本算法

参考文献[2, 3], 考虑滑动平均噪声干扰单输入多输出系统:

其中y (t) ∈瓗m为系统输出向量, u (t) ∈瓗1为系统输入, v (t) ∈瓗m是零均值方差为σ2的白噪声。

定义参数向量, 参数矩阵θ, 输入信息向量φ (t) 和信息矩阵ψ (t) 分别如下,

:=[α1, α2, , αn, γ1, γ2, , γnd]T∈瓗n+nd,

θT:=[β1, β2, , βn]∈瓗mn,

ψ (t) :=[y (t-1) , y (t-2) , , y (t-n) , -v (t-1) , -v (t-2) , , -v (t-nd) ∈瓗m (n+nd) ]。

式 (1) 可写成如下向量形式,

令‖X‖:=tr[XXT], 定义准则函数:

J (, θ) :=‖y (t) +ψ (t) -θTφ (t) ‖2。

设 (t) 和θ (t) 分别为和θ在时刻t的估计, μ (t) 为步长。使用负梯度搜索, 极小化J (, θ) 得到下列递推方程,

由于ψ (t) 包含了不可测噪声项υ (t-j) , 所以算法式 (4) 和式 (5) 无法实现。类似文献[4], 解决办法是用估计残差υ (t-j) 来代替ψ (t) 中υ (t-j) , 代替后的信息矩阵记为ψ (t) , 取步长μ (t) :=1/r (t) , 用ψ (t) 代替式 (4) 和式 (5) 中的ψ (t) , 得到估计参数向量和参数矩阵θ的递队增广随机梯度辩识算法 (HESG)

与随机梯度辨识算法一样, HESG算法式 (6) 式 (12) 有较小的计算量, 但是收敛速度慢。为了提高算法的收敛速度, 在此算法中引入遗忘因子0λ1, 将式 (9) 替换为

便得到带遗忘因子的HESG算法式 (6) , 式 (7) , 式 (13) , 和式 (10) 式 (12) , 简称为HEFG算法。当λ=1时, HEFG=HESG.

2仿真试验

考虑如下仿真对象:

仿真时, 输入u (t) 采用零均值单位方差不相关持续信号序列, v (t) =[v1 (t) , v2 (t) ]T采用零均值方差为σ21和σ22的不相关白噪声向量序列。取初值为 (0) =12/p0, (0) =12, p0=106, 12是元均为1的2维列向量, 用HEFG算法 (λ=0.98, 0.95) 和HESG (=HESG, λ=1) 算法辨识这个系统的参数。参数估计差

随t变化的曲线如图1所示, 其中噪声方差为σ21=σ22=0.502时, 对应两个输出的噪信比分别为δns (1) =38.57%和δns (2) =77.14%。

从图1可以看出:HEFG算法估计精度优于HESG算法, 即随着遗忘因子的增加, 参数估计误差变得更平稳, 但估计误差增大。换句话说, 如果减小遗忘因子, 算法开始开始阶段的收敛速度加快, 虽然估计精度有所提高, 但估计误差方差变大。HESG算法与递阶随机梯度算法有相似的收敛性能[2]。

3结语

讨论了滑动平均噪声干扰下的单输入多输出系统, 根据递阶辨识原理, 结合随机梯度方法, 提出递阶增广随机度算法, 并用数值仿真例子验证了提出的算法。

参考文献

[1]丁锋, 萧德云.多变量系统状态空间模型的递阶辨识.控制与决策, 2005;20 (8) :848—853, 859

[2]Ding F, Chen T.Hierarchical gradient-based identification of multiva-riable discrete-timesystems.Automatica, 2005;41 (2) :315—325

[3]Ding F, Chen T.Hierarchical least squares identification methods for multivariable systems.IEEE Transactions on Automatic Control, 2005;50 (3) :397—402

递阶结构 第4篇

关键词：分层递阶,智能体,模糊判定,BP网络

空气源热泵机组由于节能、安全而得到越来越多的重视[1],它具有两个典型的工作特征:空气温度对空气源热泵热水装置的能源效率和热水产率均有直接的影响,当环境空气温度低时,热泵的制热量低,热水产率低,反之则相反;在系统供水中,制水水温越接近人们生活用水水温,系统耗电量就会越低[2]。

目前,人们对空气源热泵热水系统的改进主要有:系统水箱由蓄热水箱和加热水箱组成,加热系统采用定温全放水自动控制方式,每加热一箱水都是从冷水初始温度到设定温度,充分发挥热泵输入功率随温升变化的特点,COP值较高[3];变频调速,缓解压力波动对水泵的影响,进而达到节能效果[4];回收利用低温余热[2]。这些改进在节能增效上都有了很大的突破,但依然存在:不合理的机组启动时间依然不能充分利用空气热源;制水水温不能根据人们生活需求合理调整,增加了系统的耗电量这些问题。因此,借鉴人工智能控制领域的新理论,把以知识表示的推理系统和传统的控制系统结合起来,改进空气源热泵传统热水系统的制水方式,具有良好的实践意义和经济效益。

1分层递阶控制和智能体

分层递阶控制(Hierarchical Control)的基本原理是把总体问题P分解成有限数量子问题Pi。总体问题P的目标应使复杂系统的总体准则取得极值[5]。递阶控制中的协调问题就是选择合适的Pi序列组合,在保证约束的前提下,使递阶控制达到最优。它作为一种认识和控制系统的方法论,其控制智能是根据分级管理系统中十分重要的“精度随智能降低而提高”的原理而逐级分配的[6]。目前已成功应用于加热炉控制[7]及机器人技术[8]等领域。这种分层递阶控制结构由组织级、协调级和执行级组成,其结构如图1所示。(1)

从软件实现的角度讲,智能体是一个计算机程序,通过预定义的协议(公用语言)与外部智能体进行通信[9]。目前,智能体技术已经成功应用到交通控制[10]及水泥生产过程[11]等领域。

2控制系统结构模型

分层递阶控制系统采用层次结构,将复杂的系统分解成若干个相互联系的子系统,在很大程度上使复杂的问题简单化。若将智能体引入到分层递阶控制中,每个子系统由智能体单独实现,就可以通过智能体间智能行为的协调,实现子系统间的关联耦合。

笔者基于分层递阶控制和智能体理论,提出了分层递阶多智能体空气源热泵热水系统的控制结构模型,将人的推理逻辑、经验知识以及管理系统的层次结构应用于加热系统中,使系统能够根据环境信息和推理规则动态调整系统的运行参数,大大提高系统自动求解复杂问题的智能程度以及系统的鲁棒性能。分层递阶多智能体空气源热泵热水系统的控制结构模型如图2所示。

各级智能体功能简介如下:

a.组织级。信息预测智能体以专家知识和经验为基础,自适应地对动态变化的现场环境进行监控,按照专家思维的模式和经验,自动地对气象信息、设备运行性能和系统运行参数进行分析、推理和判断,预测系统整体的运行趋势,为智能体决策规划提供依据;组织级决策规划智能体是一个小的决策系统,负责整个系统运行任务的分析、规划、协调和控制,并负责对全局共享资源进行分配,使系统能够根据用户用水习惯和未来几天天气情况合理调整制水量、制水温度以及机组启动时间;用户交互智能体根据不同的用户身份设定不同的访问权限,通过对不同用户进行的个性化处理来提供不同的人机交互界面,其主要功能包括对各类信息的输入和显示功能、接受用户的交互命令、故障诊断信息的显示以及用户对整个系统的监控命令;性能评估智能体对每天的制水任务执行情况进行评估和分析,为智能体决策规划提供依据。

b.协调级。协调级智能体的作用通过特征辨识识别出系统当前所处工况,根据辨识出的结果进行任务规划与分解,确定相应得控制策略,并根据服务智能体提供的标识进行任务调度。协调级智能体在保证用水量满足的同时也保证水温需要,具有一定的全局协调能力。

c.执行级。数据采集与处理智能体负责现场控制设备,系统水量、水温、气象及能耗等数据的采集、分析、处理以及保存,并统计、分析生成各种报表和曲线。监测智能体主要负责监测系统运行的模式、运行工况参数、环境气象信息、现场设备运行性能状况以及水温水位数据等;现场控制智能体是分布式系统中各功能实现的执行者。它根据现场环境信息按照给定的控制规律进行现场设备的自动控制。

3系统实现

3.1改进的决策方案

为保证组织级任务规划、决策后,系统工作在最佳状态,组织级性能评估智能体从制水量、制水水温和机组的启动时间3个方面对控制任务的执行效果做出评价分析,并将评估结构写入公共知识库,为决策规划智能体决策规划提供依据。任务性能评价函数为:

式中σ、ω、ξi=比例系数;1i=1i=1

vi第i天制水量;

Vi第i天实际用水量;

ti第i天制水完成时间;

Ti用户第i开始用水时间;

αi第i天用户对水温适宜度的意见反馈,0<αi<1。

J代表系统运行效果与期望值的差距:若J=0,则表示系统任务执行效果最佳;如果J>ε(ε为设定阈值),则说明系统任务执行效果不佳,需要调整任务规划。当系统任务决策规划不能适应环境变化时,组织级人机交互智能体通过人机交互界面向人类专家发出求助请求,并将人类专家的处理结果写入数据库。

针对空气源热泵热水系统当前存在的问题,结合空气源热泵机组的典型工作特性,采用以下典型规划决策方案:

a.制水水温设定。考虑到空气源热泵热水机组运行过程是个时变、非线性的过程,采用模糊控制代替传统的定温制水方式。模糊控制器选用两输入-单输出的二维控制结构形式,并以两个时间点的气温平均值和气温平均值变化量为被控量,水箱制水水温为输出量。通过合理设计输入量、输出量的论域、模糊子集和推理规则,把水箱制水水温设定在[39,50]℃范围内,使水箱制水水温尽量接近人们生活用水水温。

b.机组启动时间设定。考虑到环境气温和水箱水温是影响机组热水产率的重要因素,采用BP网络根据环境气温和水箱水温对热水产率学习预测。系统自动记录每天3个时间段的平均气温、平均水箱水温和对应的热水产率,并对其归一化处理后,将其写入数据库。通过对数据库中N个数据样本的学习,预测规划智能体根据预测当天的气温和制水开始时刻的水箱水温预测当天的机组热水产率,并在制水任务的约束下,调整机组的启动时间。

c.制水水量设定。系统自动跟踪记录用户用水习惯,并由性能评估智能体根据系统每天的制水水量与用户每天实际用水量的差距对决策规划智能体规划的制水任务性能进行评价。如果任务性能评价函数J>ε,并且(N为设定阈值),则调整当日制水量并将决策信息写入数据库中。

3.2系统软件实现

系统采用C++语言开发设计出符合决策规划功能要求的决策控制器,并采用面向智能体的软件开发思想实现整个系统其它方面的功能要求;选用SQL2005来构建数据库,并通过数据库访问技术实现对系统相应数据的直接访问和调用;基于CORBA规范,采用目前被广泛采用的智能体间的通信语言KQML使CORBA的很多优势如命名服务及事件服务等,同时还将CORBA的开放性应用到智能体间的通信中[12,13]。

4结束语

递阶结构 第5篇

1.1 五级递阶式教学模式的分级

五级递阶式是一种创新的教学模式, 针对实践性突出的专业, 按照预设好的步骤逐渐增强实践的教学内容。播音与主持艺术专业是一个实践性非常强的专业, 采用五级递阶式的教学模式, 可以帮助学生从理论到实践的过渡, 同时提供给学生更广阔的平台, 有助于学生的就业。

播音与主持艺术专业的五级递阶式教学程序分为:理论阶段课堂模拟实践阶段校内自主实践阶段校外指导实践阶段实习基地自主实践阶段。

理论阶段指播音与主持艺术专业中课堂理论知识的讲解与掌握, 它是实践环节的支撑, 所以是最基础的环节, 都是在室内的教室中完成。

课堂模拟实践阶段指在课堂中完成的实践教学内容, 在一对一的教学过程中让学生掌握最基本的实践方法, 主要帮助学生从理论到实践的过渡, 一般都是在播音专业教室中完成。

校内自主实践阶段主要是指在校内课堂以外的实践练习, 比如老师布置的节目任务, 校内电台、电视台的实习, 毕业汇报演出等。

校外指导实践阶段主要指安排学生走出校园, 到电台、电视台、传媒公司进行真实的实践训练, 主要以指导为主, 为后面的实习做准备。

实习基地自主实践阶段是指毕业前的单位实习, 把学生派遣到实习基地, 脱离老师的指导, 自主进行实践练习, 为就业做准备, 此阶段表现优秀的学生毕业后可以直接在实习单位就业。

以上是播音与主持艺术专业五级递阶式教学的基本内容, 这种教学模式可以让学生循序渐进的掌握实践的方法和技能, 摆脱了枯燥无味的课堂讲授, 提高了学生的实践能力, 更加调动了学生的学习积极性, 培养了良好的学习氛围。

1.2 五级递阶式教学和实践教学的融合

目前播音与主持艺术专业的教学存在的主要问题首先是课程的设置落后于用人单位的要求。播音与主持专业的发展是迅速的, 从技巧运用、语态到形象塑造、节目形态, 每两三年都会有明显变化, 在实际工作中用人单位是需要综合素质好、综合能力强、某一方面或几方面又很突出的播音员或主持人, 课程的设置与播音主持艺术专业的实际发展是明显脱节的, 这样培养出来的学生往往容易落后于实际需求的标准。比如说“怎样搞好深度报道”“怎样进行热点调查”“怎样提高谈话节目品位”等话题, 只让学生被动地听是永远学不会的, 因为实际中需要的许多知识与技能是在学校里学不到的, 所以毕业后到岗位上不能适应。

其次, 教学方式单一。理论水平和实践经验的欠缺或不匹配, 会导致学生的专业技能较为欠缺, 由于地方高校学生的人数较多, 所以教学模式容易雷同于一般的教学模式, 教学手段较为单调, 教学氛围缺乏生动和互动。

最后, 高校的氛围与广电工作节奏的差异较大。本科院校的学习相对于中小学轻松得多, 没有升学压力, 没有家长的看管, 学校各方面的管理也相对宽松, 使得象牙塔中的学生压力很小, 生活节奏很慢, 校园气氛很悠闲, 甚至有些散漫。而广播电视工作是新闻工作, 包括播音员和主持人在内的人员, 精神常处于警觉状态, 工作讲究准时准点、争分夺秒, 作风要求不怕苦不怕累、认真细致、快速灵活。很显然, 一直在校园的悠闲环境中生活习惯的人, 容易养成一些散漫的作风, 毕业后很难马上适应广播电视工作的节奏。

中国传媒大学播音主持学院付程教授在2001年就指出, “学校的专业教育使得培养出来的人才基础扎实, 学养丰厚, 业务方面也有相当的优势。但毕业生基础相对薄弱, 知识面偏窄, 后劲不足;课程设置不合理, 教学方式主要是“单向式”“灌输式”, 专业教师不足等问题”[1]付程教授肯定了学校专业教育在培养播音员和主持人上面的优势和方向, 认为需要调整的只是专业教育中的具体问题。所以五级递阶式的教学模式应运而生, 为地方高校培养复合型实践人才打下坚实地基础。

五级递阶式教学模式打破了传统的将实践教学依附于课程的教学体系, 加强了课程、专业之间的融合, 淡化了理论教学与实践教学的界限, 将理论教学与实践教学进行有机结合, 加强了各专业之间的交叉渗透, 充分利用各种手段提高实践效果, 同时有助于不同专业进行优化组合。实践教学内容的设立强调课程之间和专业之间的融合、个人能力培养与团队协调发展的融合。比如从第二级校内自主实践阶段开始, 就要求学生除了具备播音、主持的能力之外, 还应该具备摄像、化妆、剪辑、制作等方面的能力, 随着实践范围的扩大, 需要具备的能力也越全面。

2 播音与主持艺术专业五级递阶式教学模式的前瞻性分析

2.1 专业培养目标

2004年, 上海戏剧学院主持人专业创始人孙祖平教授根据10年办学经验指出:“节目主持人不是一个纯粹统一的职业, 而是一个由不同职业构成的工种概念, 而我们却把这些从事各种不同职业的人士看成纯粹的同一种人。”“10年主持教育的最大失误在于没有分门别类地培养电视节目主持人。”[2]孙祖平教授在10年前就发现了这个问题, 那么现如今呢?十年之后, 学法律专业的可以做法制栏目的主持人, 学金融专业的可以做经济栏目的主持人, 学英语专业的可以做国际频道的主持人。那么, 学播音与主持艺术专业的该何去何从呢?

“目前, 各大高校播音与主持专业的培养方向大体分为两大类:一类隶属于新闻传播学院、人文学院或者文法学院, 依托于中国播音学和新闻传播学的主干优势课程, 致力于培养出镜记者和新闻类主播;一类隶属于艺术学院或者音乐学院, 依托于中国播音学和艺术学、音乐学的主干优势课程设置, 致力于培养德、智、体、歌舞、演艺全面发展的, 具有丰富艺术修养的节目主持人。”[3]播音与主持艺术专业的培养目标是:培养具备新闻传播基本理论知识和深厚的文化功底, 熟悉我国新闻、宣传政策及法规, 能从事播音、节目主持、采编、制作和其他相关工作的高级专业人才。但是, 现在的实际情况是需要把播音与主持艺术专业的学生培养成复合型的实践人才。那么, 地方本科院校该如何培养实践型人才呢?

首先是完成理论阶段和课堂模拟实践阶段的主要内容, 就是对有声语言的规范化与灵活化。播音发声要求字正腔圆, 吐字清晰, 语速恰当, 合适的情感表现, 并且要熟知稿件, 把稿件弄懂弄透, 明确播讲目的, 才能让受众明白。“到话筒前, 调动自己那种先睹为快’之后的那一吐为快’的状态, 在播音中着重把握字正腔圆、紧凑规整、感而不入、语尾不坠的语流样式。”[4]传统意义上的播读新闻已不能满足求知欲望强烈的大学生对信息的需求, 播报新闻的形式应多样化并有所创新。陈鲁豫在《凤凰早班车》首创“说新闻”的形式, 听来轻松自然, 亲切大方, 而且不失干练与稳重。新闻播报节目的创新要求播音员要敢于尝试, 在不断实践中总结经验, 以求形成良好的效果。张颂老师就曾说过:“有稿播音, 锦上添花;无稿播音, 出口成章。”“主持人就应当力求把自己的语言组织得更艺术, 给受众以更加愉悦的视听享受, 是语言的表现力达到美学层面的艺术要求, 将语言的功能发挥到极致。”[5]

其次是完成校内自主实践阶段的主要目标, 就是对学生成为专业主持人素质的培养。比如深度报道、专题报道、访谈节目对主持人采访和编写的能力都要求较高。央视从记者起家的知名主持人敬一丹曾说:“一个节目主持人应该更多的找这种主持人的心态, 而不是找演员的感觉。”深度的节目是一种纵向的节目, 节目的深入性是其生命力所在。主持人应深入到社会当中去, 关注大家共同关注的话题, 善于倾听大家的各种意见或疑问, 以此作为节目的素材, 经过深入透彻的加工转为有声语言传播出去, 引起大家的共鸣。采访不仅要善于倾听, 还应精于提问, 少问“你有什么感想”一类很笼统的问题, 问题的设计应有一定的逻辑顺序, 并且注意问题之间的连贯性和递进性, 少用专业术语, 提出的问题应简明易懂, 让受访者听则懂, 说则明。主持人在广播电视中不仅是知识和信息的传播者, 是行为的引导者, 更是我们思想的开拓者。需要持续学习, 丰富知识结构体系, 更要学会探索适合自己的主持风格, 突出个性、与时俱进。

最后就是校外指导实践阶段和实习基地自主实践阶段的内容, 这部分需要前几个阶段扎实的基本功, 除了能说能写, 还得会编辑会剪辑, 就是动手能力, 此阶段更多的是让学生融入到真实的实践中去。

五级递阶式教学的根本目的还是为了让学生能更快速的上岗, 因为目前播音与主持艺术专业招生人数的俱增, 直接导致此专业就业人数的剧增, 就业压力越来越大, 采用五级递阶式教学不但符合培养复合型实践人才的需求, 也能扩大就业途径, 缓解就业压力。

2.2 硬件设施和软件资源的优化配置

要想让学生成为一名复合型的实践人才, 是需要很多实践经验的, 如同好的钢琴师要有好的钢琴, 好的摄影师要有好的摄像机, 播音员和主持人的实践需要的并不只是一只话筒, 在整个大学四年中, 他们需要得到锻炼, 就需要有和电台、电视台一样的设备。如果一个自身条件十分优秀的学生, 但他在大学四年中没有操作过类似电台或电视台的机器, 没有过上镜的训练, 没有过深入一线的采访, 那他毕业以后从事传媒类的相关工作, 对于录音、录像、剪辑设备一窍不通的话, 不能快速上岗, 还需要用人单位的培养, 何谈人才呢?所以, 在高校里播音与主持艺术专业是需要强大的硬件设备的。

建设这些基本的实验室很简单, 配合大一大二学生使用的录音间, 有录音设备、调音设备即可, 数量可以多一些。配合大三学生使用的演播室, 有摄像机、提字器、录像录音和剪辑设备, 一到两个就可以。

在培养内容上, 播音注重普通话语音、口腔控制方面;新闻主持注重新闻感知能力、思维逻辑能力、语言表达能力方面;综艺主持注重才艺综合能力、应变能力、现场控制能力方面。由此我们也可看出, 如果把他们放在一起, 混合培养, 是显现不出各自的特点的。所以需要分别设立播音实验室、新闻主持实验室、综艺主持实验室。对学生而言, 让他们根据自己的特点重点学习, 培养真正的一技之长, 能在以后行业分类中选择时有目标, 不至于很盲目, 走出校门之后能给自己以正确的定位。

但是很多高校认为设立分类实验室造价太高, 程序太复杂, 又不知道效果是不是和预想的一样。对于这样的问题, 可以选择和同一个地市的高校或者电台、电视台、传播公司联合起来做一个完整的分类实验室, 共同使用, 等技术和人员成熟之后可以分别再设立自己的实验室。

地方高校的情况大致相同, 隐藏的问题就是看上去师资雄厚, 其实不堪一击, 因为真正来自科班的高职称几乎没有, 所以必须加强对专业教师的培训。其实师资和生源是要放在一起来探讨的, 因为两者相辅相成, 分开看是看不出问题的, 比如一个高校有10个专业老师, 看上去师资很不错了, 但是高校每年招收300名学生的话, 那小课一个老师就要带30个人;如果一个高校只有3名专业教师, 但是每年只招收30个学生, 那每个老师最多带10个学生, 甚至更少, 最后一算, 这两所学校培养出来的学生质量肯定是有差别的, 因为他们的上课总学时基本都是一致的。当然师资也不能以数量来衡量的, 也是有质量区别的。

实践教学体系的构建与实施对从事实践教学的师资队伍提出了更高的要求。

中国传媒大学作为国内播音主持专业的龙头老大, 自然师资和设备以及经验都十分丰富, 每年都开设有进修班, 但是这种进修班往往没有学历和学位, 对于高校老师而言, 进修的意义不大, 反而不要求学历和学位去学习的非专业的人员很多。目前高校教师继续深造的话要学历和学位是第一位的, 这也是需要时间的, 一般要求毕业几年以后, 上学也需要2~3年, 所以整体而言, 培养起来很耗时。但是从实际出发的话, 参加中国传媒大学或者其他著名高校的进修班是时间最快, 收获最多的, 要改变高校培养实践性教师的思路, 给他们到进修班的机会, 获益的不仅是教师, 更重要的受益者肯定是学生。

循规蹈矩的传统式教育已经不能满足培养播音员和主持人了, 所以播音与主持专业的教育更需要开放式教育, 从前面介绍的教学方式上已经体现出了一部分, 其他还需要什么样的开放式教育呢?

在大二的时候播音与主持的专业课是语言表达课程, 里面有一章讲“对象感”, 为了取得真实的教学成果, 完全可以放开学生到社会中去感受对象感, 比如练到针对儿童的对象感时, 可以把学生放到小学生中, 让他们真实的对孩子们讲读, 获得孩子们真实的反应, 而不是自己的凭空想象, 由此训练学生的对象感肯定比在教室里封闭起来闭门造车的效果好。前面讲到把教学细致化、职业化, 那么在实际的教学中, 很多时候我们都是可以采用这种方式的。比如学新闻播音的学生, 不管他们在小课教室录音多少, 在演播室录像多少, 虽然这都是很好的练习方式, 可是这种练习主要的评审者是老师自己, 老师固然是给学生很多指正, 但是学生以后面对的是各种各样的受众, 所以要体会怎么样去满足大部分受众的需求。

综上所述, 高等教育要始终坚持“以人为本”的教育思想, 实现创新型人才培养需要创新教育教学模式, 开展五级递阶式教学模式改革, 实践教学多样化, 就业达到多元化。同时极大地丰富我国高等教育复合型实践人才培养模式, 也能使高校通过教学改革来达到提高实践人才培养质量的目的, 解决教学和就业的矛盾, 优化资源配置, 进而为推动我国地方高等教育的建设和发展提供实践上的指导与借鉴。

参考文献

[1]付程.21世纪对播音主持艺术教育专业的要求.现代传播, 2001 (1) .

[2]孙祖平.中国主持人专业教育问题探究:兼上戏主持人专业十年办学思考.上海戏剧学院学报, 2005 (4) .

[3]张妍妍.关于新时期的播音与主持艺术专业人才培养的思考.江西青年职业学院学报, 2010 (2) .

[4]赵秀环.播音主持艺术语言基本功训练教程.中国传媒大学出版社, 2008:137.