输入输出线性化（共8篇）
输入输出线性化 篇1
0 引言
线性系统建模方法虽然对于线性系统具有很好的效果。随着控制过程要求的不断提高, 相对于一个线性模型在当前工作点的局部近似, 非线性模型能更好地描述过程在整个运行过程的整体特性, 在实际应用中具有很好的效果。模块化非线性模型是一种非线性模块与线性子系统的串联型的模型, 由于其结构清晰, 并能描述常见的非线性系统, 所以得到了广泛地关注与应用[1,2]。
近年来, 对于模块化非线性Hammerstein型的辨识文献相对较多。Narendrad等[3,4]提出了迭代方法, 将参数化为线性模块参数和非线性模块参数两个集合, 计算一个参数集最优估计值时固定另一个, 两参数集估计轮换计算, 但两个参数集之间的链接矩阵是一个输入变量的函数矩阵, 由此导致迭代最小二乘法的协方差矩阵计算量大。Chang等[5]提出了过参数辨识方法, 是把非线性展开为一些基函数的和, 经参数化后得到一个过参数化模型, 然而得到的模型参数向量包含了原始的静态非线性模块与线性模块参数的乘积, 使得参数向量维数大大增加, 导致算法计算量相应增加。Pawlak[6]给出随机方法, 利用白噪声性质分离线性部分与非线性部分。Bai等[7,8]给出了分离最小二乘法、盲辨识和频域辨识法。
为此, 本文利用正交基辨识法对输入非线性模型 (Hammerstein-型) 进行建模, 其优点是避免了迭代算法以及参数向量维数增大所带来的计算量, 对于正交基函数的获取进行改进, 对输入输出数据做特殊处理, 仅利用利用输出信号恢复中间变量, 最终利用最小二乘法得到模型参数, 仿真结果表明了方法有效性。
1 输入型非线性系统建模
1.1 输入型非线性系统描述
Hammerstein模型是一种输入端具有非线性的串联型非线性系统模型图1所示, 被应用于许多工程问题中。考虑离散的Hammerstein型系统, 建模的目的是仅基于输入数据u输出数据y, 估计线性部分的传递函数G (z) 以及非线性函数f (u) , 其中间变量x是不可测量的, 预先设定线性部分的模型阶数为n。
输入端的非线性模块, 通常以泰勒展开多项式的形式进行描述, 即
其中r是非线性种多项式的个数, 线性子系统可以通过输出信号与中间变量的离散传递函数描述为
1.2 线性传递函数分母参数确定
首先对系统的输入输出信号进行特殊处理, 根据系统的特点消除中间变量, 利用最小二乘法估计出传递函数分母参数, 具体方法描述如下:
输入信号的采样间隔为T, 不在采样点上的数据设置为零, 对于输出使用间隔h=T/ (n+1) 来进行采样, 如图2、图3所示。
将式 (2) 的线性模型转换为时域表达式
根据式 (3) 和图2, 可以看出只有当t=k T=k (n+1) h时, x (t) 才为非零值, 而
因此, 当k=l (n+1) 时有
在此定义矩阵
将式 (6) 和 (7) 代入式 (5) 可以得到矩阵的表示形式
在计算分母参数时采用最小二乘法, 本文采用最小二乘估计的算法来计算, 构造以下矩阵
其中N为输出数据个数, 通过式 (9) , (10) , (11) 得到如下矩阵
θa利用最小二乘估计可以得到
(φ) +是矩阵 (φ) 的广义逆矩阵, 以此通过上式便求得线性传递函数的分母多项式的参数。
1.3 线性传递函数分子与非线性参数的确定
传统的正交基建模的方法, 对于正交基函数的获取是通过先验知识或者相关的经验, 本文在求得线性部分传递函数分母的基础上, 可以求得传递函数的极点值, 然后采用正交基辨识思想来利用极点构造标准正交基函数, 将线性子系统表示为基函数的形式, 结合非线性模块表达形式构造出关系矩阵, 最后利用奇异值分解的方法获得各个模块的参数, 从而减少了对于先验知识的依赖, 并具有更高的准确性, 具体描述如下所示:
参考图1, 对线性部分采用基函数的表达形式:
其中, p=n+1, Bl (z) 是线性部分的正交基函数。根据正交基系统辨识的方法在这里对于线性模块的基函数取做如下形式[9]
ξi是线性部分的极点, 可以通过已经求的分母构造多项式进行求解得到。将tk时刻的输入表示为uk, 将线性子系统与非线性模型相结合通过式 (2) 和 (14) 可以将tk时刻输出yk用如下的公式表示
观察上面的式子, 通过最小二乘法或其他算法进进行估计参数的时候得到的是bc的形式, 这也是所有的串联模块化非线性辨识的通病, 结果经过分离后得到的参数往往是[αc, α-1b]的形式, 其中α为一常数, 因为在分离两者时没有一个统一的标准, 即前面有可能多乘了一个常数, 后面少乘了个常数, 但是整体的效果是一样。这就要求有一个标准使得到的参数保持唯一性, 大多方法都是使分子参数的二范数为1, 这种参数的不唯一性对于整体系统的结果是不影响的。
构造矩阵
将式 (18) 和 (19) 代入式 (15) 得到
从 (20) 式利用最小二乘可以得到θ估计
利用式 (16) 的形式来构造如下矩阵
为了求b和c, 对式 (22) 的矩阵采用著名的奇异值分解的方法
2 系统仿真
假设线性部分离散传递函数为
输入非线性模型为
对于上述模型进行辨识, 输入采用的是[-1 1]上均匀分布的脉冲序列, 采样时间0.015s, 输出的数据时间间隔为0.005s, 数据的处理如图2和图3;
通过章节1.2得到线性部分传递函数的分母参数
通过线性部分的分母, 可以得到传递函数的两个极点, 根据式 (3-15) 构造得到两个正交基函数为
利用章节1.3中正交辨识建模的方法来获得线性传递函数的分子参数, 与输入非线性的模块的参数。
给定系统参数与建模后得到模型参数对比如下表:
虽然由于串联型系统建模的通病使得各个模块的擦参数在数值上有所不同, 但是整体效果是一样的, 参数间会保持一定的比例的关系, 建立模型的输出和实际输出结果如图4所示, 两者误差如图5所示。
从图4和图5可以看出对于输入非线性系统通过正交基辨识法建立的模型与实际系统输出十分吻合, 误差数量级很小, 说明模型能够较好的描述系统, 表明算法有效性。
3 结束语
本文研究了基于输入输出数据的模块化非线性模型, 对输入非线性 (Hammerstein-型) 模型利用盲辨识建模算法进行建模, 通过对输入输出数据进行不同间隔的采样, 仅利用测量的输出数据来计算构造中间变量, 并应用最小二乘估计各个模块的参数。并对传统的正交辨识算法中的正交基函数的的构造进行改进, 这种方法与传统方法相比减少经验和先验知识的依赖, 而且具有更高的准确性。最后通过仿真实例的验证, 表明算法有效性。
参考文献
[1]习毅, 潘丰.基于Hammerstein模型的非线性自适应预测函数控制[J].系统工程与电子技术, 2008, 30 (11) :2237-2240.
[2]Chang F, Luus R.A noniterative method for identification using Hammerstein model[J].IEEE Transactions on Automatic Control, 1971, AC16:464-468.
[3]Narendra K S, Gallman P G.An iterative method for the identification of nonlinear systems using a Hammerstein mode[J].IEEE Transactions on Automatic Control, 1966, AC-11:546-550.
[4]Voros J.Parameter identification of discontinuous Hammerstein systems[J].Automatic, 1997, 33 (6) :1141-1146.
[5]Chang F, Luus R.A noniterative method for identification using Hammerstein model[J].IEEE Transactions on Automatic Control, 1971, AC-16-468.
[6]Pawlak M.On the series expansion approach to the identification of Hammerstein systems[J].IEEE Transactions on Automatic Control, 1991, 36 (6) :763-767.
[7]Bai E W.Identification of systems with hard input nonlinearities[C]//Perspectives in Control, Moheimani R.Ed.New York:Springer Verlag, 2001.
[8]Bai E W, Fu M Y.A blind approach to Hammerstein model identification[J].IEEE Transactions on Signal Processing, 2002, 50 (7) :1610-1619.
[9]B.Ninness and F.Gustafsson.A unifying construction of orthonormal-bases for system identification[J].IEEE.Trans.Automat.Contr., AC-42 (4) :515-521, 1997.
输入输出线性化 篇2
那么输出就不成问题。
输入———打开“对外开放”的窗口
在大学里，英语成了很多学生的“老大难”。为了准备四六级、托福、考研等名目繁多的英语考试，他们把很多时间投入到做习题和背单词中，而最终的结果却不尽如人意。其实，他们忽视了英语学习最基础的输入，那就是要多做泛读。大量的泛读可以让词汇与阅读齐头并进，通过单词在不同语境反复地出现去掌握单词的确切含义，使你接触过的单词能真正为你所用。
当然，很多人会说，他们看到英语就有“头疼症”，其实保持学习兴趣的首要条件就是享受学习的乐趣。现代社会，英语学习对于很多人是不得已而为之，升学、求职、评职称等等。在这种压力下的学习很难谈得上是一种快乐的体验。我的学习动力很简单———英语让我不出国门却打开了“对外开放”的窗口。这个“窗口”让我了解国外的社会、历史、科学和文化，在工作学习中获取了第一手的资料，在渴求中自然积累于点滴。
输出———让堵塞的英语“有效畅通”
输入了这么多资料，如果不学以致用，那么就像吃太多的东西而不消化，会导致肠胃的堵塞。
英语学习开始阶段下的苦功夫，大量的阅读可以保证我们有足够的输出“原料”。输出的过程首先要克服对英语的畏惧心理，“哑巴式英语”、“中式英语”在大学生中为数不少。其实我自己也经历了这么一个过程。于是，在大一的时候，我就经常去北京最著名的人民大学英语角，在那里语言上提高并不是很多，主要是克服了不敢张嘴的恐惧心理，相信你只要迈出了这一步，前面的路会更广。
因为专业的关系，我学的是国际关系，我对英语新闻比较关注，特别是当英语新闻编辑这段经历对提高我的阅读能力帮助很大，每天都要聚精会神地盯住电脑上从美联、法新和路透三大通讯社发过来的英语新闻（每三秒更新一次），不敢漏掉一条重要报道，每天强制自己做五六个小时的泛读，确实在很大程度上强化了阅读。
保持———学英语是每天的事
输入输出的过程，让我用起英语来游刃有余，学英语更是每天的事。网络成为我英语学习的“便捷车”。每天，差不多两个小时在网上浏览全球各大媒体的新闻报道，让我在学到英语的同时更学会了如何思考得更有深度。
已经是老师的我依然“玩心未泯”，英语更成了我丰富生活和娱乐的工具。原版的英语电影和流行歌曲让我在娱乐的同时又体验到了地道的英语。
输入输出线性化 篇3
1 主要定义定理说明
其中状态变量x∈Rn, 控制u∈Rm, ω是一个独立r的维维纳过程, f是连续可微, 并对于u满足局部一致Lipschitz条件, y表示输出变量。
定义1[1]:系统是随机输入到状态稳定的, 简称为SISS, 如果对于任意给定的ε>0, 存在一个KL函数β (⋅, ⋅) , 一个K函数γ使得
定义2[1]:一个函数V (x) 是SISS-Lyapunov函数, 如果对于系统 (1) 存在K∞函数α1, α2, α, χ使得下面两式成立:
引理1[1]:如果系统 (1) 存在一个SISS-Lyapunov函数, 那么此系统是随机输入到状态稳定的, 即SISS的。
定义3:系统 (1) 是SIOS的, 如果对于系统的一个输入输出算子F, 存在一个KL函数β, 一个K函数γ使得对于每一个时间对0≤T≤t下式成立:
2 主要结论
如果系统 (1) 是随机输入到状态稳定的, 那么此系统一定是随机输入输出稳定的。
证明:如果系统 (1) 是随机输入到状态稳定的, 则有定义
当t≥T时, 由uT的定义,
当初始值固定, 存在一个K函数γ1使得x (T) ≤γ1 (uT)
令KL函数β1 (s, t) =β0 (γ1 (s) , t) , 则上述几式可得到
由于y (t) =h (x (t) ) , h是K有界函数, 所以存在一个K函数χ使得h (⋅) ≤χ (⋅) 即
由K函数的性质α (a+b) ≤α (2a) +α (2b)
令β (s, t) =χ (2β1 (s, t) ) , γ (s) =χ (2γ0 (s) ) , 由此我们可知
结论证明完毕。
3 结语
讨论了随机非线性系统中的随机输入到状态稳定与随机输入输出稳定性之间的关系, 这种讨论是十分有用的, 此结果为以后讨论随机非线性系统中有关输出反馈稳定将会带来一定的作用, 也为输出反馈设计起到关键的作用。
参考文献
输入输出线性化 篇4
如何创设有效语言情境，笔者尝试从以下几方面思考。
一、情境创设的简洁性
所谓简洁性就是指教师基于文本知识与情境，用最简单的方式创设为教学服务的情境。小学英语一般采用的是牛津版教材，这套教材每个单元的知识点，都被编者置于丰富有趣的情境当中，每个单元的文本情境选择、编排、插图绘画都是经过很多专家多次论证与甄选的精品。而现实中，很多教师在创设课堂情境时，总喜欢丢弃文本，去挖空心思地创新创造，特别是过度的利用网络媒体，造成情境的过度堆砌。“复杂”的课堂不仅让文本情境浪费，也误导了学生的注意力，劳师低效。
二、情境创设的趣味性
兴趣是最好的老师。教师要基于学生的生活认知经验，紧扣学生的好奇、好玩、善表现等特点，利用游戏、表演、竞猜等方式，设法激发学生参与和运用语言实践的兴趣，强化语言输入输出的频率。有位教师在教4A Unit 6Whose gloves?一课时，针对“Whose…is it?It’s…’s./Whose…are they?They’re…’s.”以及新句型“You look so funny.It’s too big/small/long/short.Try this one/pair one on”以Fashion Show为主线，串联整堂课。在Fashion Show中，配以节奏动感、明快的音乐，以学生的表演为主要呈现方式，小组合作，围绕本课的句型进行交际操练。
三、情境创设的可解读性
解读性就是学生对于教师所创设的情境的理解与诠释，能和教师的教学要求与期望达成共识。有效的情境创设能够调动学生的已有知识经验，更好地为教学服务，反之则使得教学流程不顺畅。笔者在听课中遇到一位教师在教授Beijing opera的时候，教师通过PPT出示了一幅京剧脸谱的图片，教师本来的目的是期望通过这张脸谱的图片，导入Beijing opera这个新授知识，但是教师所创设的情境使学生产生误解，学生的认知没有高度的一致。其实可以出示Beijing opera的视频或是做一个面具戴在脸上，再加上几个动作，让学生去猜，简单直接，一目了然。
四、情境创设的思维性
思维性是指教师所创设的教学情境能够基于学生大脑的自主思考与主观感受。很多教师过度地依赖多媒体教学，动辄就是视频、光盘或是课件，然而我们在呈现大量图片与直观影像的同时，是否应该反思，这也许剥夺了学生的思考与感受的空间。一个简单的单词“apple”，通过图片呈现，只教会了学生认识图片上的一种苹果，然而基于我们想象中的“苹果”却千姿百态，甚至还能感受到苹果的清香!所以，以激发学生的自主思考与内心感受为主，辅以适度的多媒体等教学手段的运用，才能激发学生丰富的想象与多彩的语言输出!
五、情境创设的隐藏性
课堂中的情境创设，教师容易去关注显性的可视语言实践环境，强化其语言的输入与输出。其实教师在演绎一堂英语课时，教师与学生、学生与学生之间的多方位的交流、合作与互动，本身也是一种真实的、隐性的语言环境创设。
对于隐性的教学环境，教师要关注两点：一是教师的语言质量。教师的课堂用语、对学生的评价、语音语调、问题的深浅度、是否激发学生的心智以及语言运用能力等都潜移默化地影响着学生语言输出的质量。二是教师语言的量。在上课时有的教师提出一个问题后，急不可待地代替学生回答，不仅剥夺了学生的话语权，也是扼杀了学生的自主思考的能动性，正所谓不给自己留点退路，也不给学生留点出路。
输入输出理论与大学英语教学 篇5
一、输入假说
80年代初, 美国著名应用语言学家Krashen提出了包括语言习得与学习假说、监察假说、自然顺序假说、语言输入假说和情感过滤假说五个核心项目在内的二语习得“监察模型”。其中“输入假说”是该模型的核心。Krashen认为, 从某种意义上来说, 人类习得语言最基本的途径就是对语言输入的理解。“可理解语言输入”是语言习得的必要条件。他把学习者当前的语言知识状态定义为“i”, 把语言发展的下一阶段定义为“i+1”。也就是说所输入的材料不能与学习者现有的知识水平之间的“缺口”, 或者说是“距离。不能”太大, 否则所输入的语言材料就不能对学习者的语言发展产生积极作用。同时, Krashen对语言课堂教学的解释也有其独到之处。他认为当课堂教学是获得可理解的语言输入的主要来源时, 正规的教学是有效的。也就是对于不能在自然语言环境中习得语言的学习者来说, 课堂教学所提供的可理解性输入就能为语言习得发挥重要的作用。而对于能够在自然语言环境中获得足够的可理解的语言输入的学习者来说, 课堂教学的作用就不是很大了。 (蒋祖康, 1999)
二、输入与输出
Krashen的“监察模型”, 尤其是“输入假说”对促进二语习得研究以及外语教学具有非常积极的意义。然而, 不少专家学者对其“输入假说”提出了质疑。如Swain (1985) 认为, 单纯的语言输入对语言习得是不够充分的, 学习者应该有机会使用语言, 语言的输出对语言习得也同样具有积极的正面意义。因此, Swain在其输出假说中指出了输出的三种功能: (1) 输出能促进学习者注意到他想说的与他能说的之间的差距, 即能激发提高有意识的学习。 (2) 输出是检验理解力与语言符合规范假说的一种方式。 (3) 输出为元语言学机能服务, 能使学习者监控并使语言知识化, 在现实生活中, 听与说, 读与写, 理解与复用, 即输入与输出密不可分。 (聂清浦, 2002) Allright也曾指出, 仅有可理解性输入还不足以产生外语习得, 语言输入只有在语言环境中和交流机会结合起来促进输出, 语言习得才能真正有效。语言的系统性和完整性才能得到保证。 (转引自:郭成玉, 2004) 因此, 输入为输出提供了前提条件, 而输出则能检验对所输入信息的掌握程度, 进而可以使学习者在进行语言输入时具有更强的目的性和针对性。
三、输入输出理论与新的大学英语教学模式
2003年4月, 教育部正式启动了“高等学校教学质量和教学改革工程”, 并将大学英语教学改革列为“质量工程”四项工作中的重要一项。此后全国有60多所高校首批进入大学英语教学改革试点学校的行列。改革的目的是为了分析影响大学生英语学习的各种因素, 找出相应对策, 优化课堂设计, 改进教学方法, 从而提高大学英语学习者的英语语言能力和交际能力。 (叶铭, 2006)
改革后的大学英语教学一改传统教学模式的“一堂制”和“满堂灌”, 采用大班授课和小班授课相结合的方式。以大班授课的方式对学生进行可理解性的语言输入———通过对教材所涉及语言知识和交际技能的深刻讲解, 不仅使学生准确地理解和掌握目的语的语音、语法、词汇、句法等语言知识, 并且教授学生如何准确得体地在现实交际中使用语言, 即交际技能。
在学生初步掌握了一定的语言知识和交际技能的基础上, 又以小班授课的方式给学生提供更多的语言输出机会, 以便学生能够及时巩固和检验自己所输入的知识, 从而提高语言输入的有效性。
另外, 改革后的大学英语教学是建立在基于网络的多媒体教学模式之上的。这种新的教学模式要求以学生自主学习为主, 以多媒体网络为主要辅助工具。学生除了面授课以外还要在多媒体中心独立上机自学。教师为课堂教学活动的“组织者”和“指导者”, 是在学生和多媒体网络之间起到桥梁作用的一个中介。多媒体网络在大学英语教学中的推广使用, 学习者不再受制于几本教课书上有限的语言知识, 大大地提高了学习者对真实自然的语言的输入数量, 为语言输出提供了前提条件。同时, 这种人机互动的多媒体网络课程还给学生提供了更多的语言输出的机会, 使学生在自学的过程中也能检验语言输出的准确性和得体性。
四、新的教学模式下语言输入输出与教师的作用
1.确保语言输入的可理解性和输入数量
Krashen指出, 所谓“可理解性的语言输入”是指语言材料的难度应该稍稍高于学习者当前的语言知识水平。材料过难, 大大超出了学习者已有的语言知识水平, 则对语言习得也是不具有意义的。可理解性输入是语言习得的前提条件, 因此, 新模式下的大班授课的作用就显得尤其重要。通过大班授课, 教师可以把学习材料中超出学习者当前语言知识水平的内容变成可理解性知识输入给学生, 从而确保了语言习得输入材料的可理解性。另外, 教师应在校园网的多媒体教学平台上补充一定量的、难度相当的语言材料供学习者独立上机自学时使用, 从而达到使学习者接受足够数量的可理解输入的教学目的。
2.教师辅助语言输出
根据Krashen的“输入假说”, 只要给学习者提供足够数量的可理解性语言输入, 学习者自然会习得语言知识和技能。语言教师的最大职责是让学习者接受尽可能多的可理解性的语言输入, 他们在其他方面的作用是极其有限的。 (蒋祖康, 1999) 而Swain等一些研究者认为, 在语言习得过程中, 只重视语言材料的输入是远远不够的。语言的输出也占有举足轻重的地位, 它是对语言输入的必要补充。输出是学习者检验自己对所输入语言知识掌握程度的重要手段之一。然而, Swain虽然强调了输出在语言习得过程中的积极意义, 但是他只强调了输出过程中学习者自身对输出内容的有意识的监控和检查作用。
另外, 根据建构主义理论, 学习者面对许多语言输入, 常常会根据自己的需要、先前的认知结构和知识水平, 主动地选择自己所需要的一些信息, 构建当前事物的意义。 (李炯英, 2005) 也就是说, 即使给学习者提供足够量的可理解性输入,
大学英语词汇教学浅析
边春华
(石家庄学院外语系, 河北石家庄
摘要:词汇在英语学习中占有重要的地位, 但在实际教学中, 由于多种原因成了薄弱环节。要提高英语水平就必须重视词汇, 并在教学中使用正确的词汇学习的策略和方法。
关键词:记忆规律语境联想构词法
语音、语法和词汇是语言的基本要素, 是人们交际和思维最重要的手段。其中词汇是语言的基本单位, 是构筑语言大厦的基石。英国语言学家Wilkins在《语言学与语言教学》一书中曾指出“没有语法人们可以表达的事物寥寥无几;而没有词汇, 人们则不能表达任何事物”。由此可见词汇在学习中的重要性。
目前, 词汇成为制约大学生外语学习的最大障碍。许多大学生抱怨阅读速度慢, 看不懂文章的意思;听力听不懂, 复合式听写生词多等。因此, 能否过词汇关成为英语学习成败的关键。在实际的学习中必须注意词汇的学习。
一、目前词汇教学中存在的问题
(一) 学生词汇量偏低
有关调查表明, 英语学习者掌握的词汇量与他们的英语总体水平呈正相关, 即词汇量越大, 英语水平就越高。Laufer通过调查和分析发现, 外语学习者拥有5000词汇量, 阅读正确率可达56%;词汇量6400, 阅读正确率63%;词汇量9000, 阅读正确率70%。他还发现5000词汇量是个转折点, 词汇量低于5000的外语读者阅读正确率远远低于词汇量高于5000的阅读者。因此, 他认为5000词汇应是阅读所需词汇的下限, 低于此下限的阅读者其阅读能力会受到极大的限制。
而目前在校大学生的词汇量远远低于此“下限”。这一点在全国英语四级考试中有所反映。大部分考生失分的主要题
这些输入也不可能全部被学习者吸收掌握。学习者受已有知识结构的限制, 有选择性地吸收所输入的语言材料中能够被纳入自己已有的知识结构的那部分知识并对其进行重新建构, 而那些不能被纳入已有知识结构的输入信息将会被学习者忽视。也就是说这些信息虽然也作为可理解性的语言材料被输入给学习者, 但是在学习者主动建构的过程中被过滤掉了。虽然语言习得是学习者的一种积极主动的建构行为, 但是并不能更加充分地将输入的新知识最大限度地融进自己已有的知识框架。
因此, 笔者认为, 教师的作用远远超出只给学习者提供足够量的可理解性语言输入的范围。首先, 新的教学模式下的小班课堂上, 教师可以通过设计各种课堂活动给学习者提供尽可能多的语言输出机会, 并在此过程中辅助学习者监控语言输出的准确性和得体性。同时, 教师在观察学习者语言输出的过程中, 应发现学习者根据自身的已有的知识框架所进行的新的建构与输入知识之间的差距, 以便通过对学习者的引导, 及时弥补在建构过程中被忽略的语言知识, 从而提高语言输入的高效性。通过有教师辅助的语言输出练习, 学习者能更加有效地利用所输入的语言材料, 加快对语言知识和交际机能的掌握。
五、结论
总之, 改革后的大学英语教学模式虽然强调学习者在多
型:阅读理解部分, 因词汇贫乏, 学生的理解准确性受到极大的限制;作文部分得分较低, 很大程度上在于学生用词不当, 不能正确地用英语表达自己的思想, 洋泾浜英语不断出现。听力部分除了听力技巧和训练不足以外, 词汇的缺乏是造成学生听不懂, 跟不上速度的主要原因。
(二) 词汇学习方法不当
许多同学认识到词汇学习的重要性以及自身词汇的贫乏, 就下决心努力扩大词汇量, 但是方法不得要领。主要依靠机械记忆背单词, 不懂得利用对比、归纳、联想和构词法等方式记忆单词;不了解词义与语境的关系, 未养成多听多背诵的习惯, 从而影响了他们在不同篇章语境中确定英语单词正确的语法意义和准确的词汇意义, 以及透彻理解、准确运用英语语言的能力。最后是单词记不牢、用不好, 事倍功半。
(三) 教师未能给予科学的学习指导
有些教师片面地认为, 词汇是学会的、不是教会的, 因而不重视词汇教学。而有的教师虽然认识到了词汇教学的重要性, 但却仍然沿袭传统的做法:简单地要求学生大量的查单词、背单词;课上只作领读、释义、用法举例, 然后再以听写、测验等形式督促、检查学生。这种方法对学生扩大词汇量有一定帮助, 尤其是强化突击时有一定成效, 但是因为没有注意向学生介绍构词知识、扩词技巧、培养学生独立分析词汇、扩展词汇的能力, 最终效果不理想。
上述几方面成为严重影响外语课堂教学的主要因素。外语教学本应是一个语言能力训练的过程, 使学生具备运用语言进行交际的能力。但学生词汇量贫乏, 就使得教师难以在句子水平上抓好语篇教学, 使学生达不到交际能力培养的目的和对语言基础知识的掌握。
媒体网络教学辅助下的学习自主性, 但并不是说多媒体网络就可以代替教师的作用, 也不能想当然地认为只要学生通过多媒体网络进行大量的语言输入, 就能够自然而然地习得语言。在新的模式下, 教师应对输入输出理论有更加深刻的了解和认识, 要充分意识到其优点和局限性, 以便更好地利用输入输出理论为大学英语教学服务。
摘要：美国应用语言学家Krashen在80年代提出了其著名的“输入假说”。这一理论在促进二语习得及外语教学研究的同时也引起了不少专家学者的争论, 例如, Swain在1985年提出了输出假说, 认为输出也对语言习得有积极意义。本文拟结合大学英语教学, 探讨如何认识并利用二语习得中的输入输出理论更好地为大学英语教学服务, 并提出在新的教学模式下, 教师在语言输入输出过程中应起的作用。
关键词：输入,输出,大学英语教学,可理解性输入,建构主义
参考文献
[1]M.Swain Communicative competence:some roles of com-prehensible input and comprehensible output in its development.In聂清浦.语言的输入、输出与外语教学[J].山东师范大学学报, 2002.4.
[2]郭成玉.谈大学英语教学中教师作用的重新定位[J].青海师专学报, 2005.2.
[3]蒋祖康.第二语言习得研究[M].北京:外语教学与研究出版社, 1999.
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[5]聂清浦.语言的输入、输出与外语教学[J].山东师范大学学报, 2002.4.
语言输入输出与大学英语听力教学 篇6
关键词：二语习得,输入输出理论,大学外语听力教学
一、输入假说
克拉申于1982年在《语言习得的原理和实践》一书中提出了五大语言习得假说, 而输入假说是其中之一。该假说的核心是要使习得成为可能, 学习者所接受的输入语言必须满足下列三个条件: (1) 可理解的输入 (comprehensible input) ; (2) 包含已知的语言成分“i”; (3) 包含略高于已知语言水平的成分“1”。也就是说只有当习得者接触到的“可理解的语言输入” (comprehensive input) 是“i+1”, 即略高于他现有语言技能水平的第二语言输入.而他又能把注意力集中于对意义或信息的理解而不是对形式的理解时, 才能产生习得。根据克拉申的观点.这种“i+1”的输入并不需要人们故意地去提供, 只要习得者能理解输入, 而他又有足够的量时, 就自动地提供了这种输入。按照输入假设.说话的流利程度是随时间的流逝自然而然地达到的, 不能直接教会。
二、输出假说
输出假说则是在20世纪80年代后由Swain提出。Swain (Ellis, 1944) 肯定了输入对于二语习得的作用, 并更加强调了输出的重要性。她研究发现, 成功的二语习得者不仅需要大量可理解性的输入, 更需要可理解性的输出。输入和输出涉及不同的认知过程, 输入过程中, 二语习得者注重意义的理解而输出过程还涉及到二语习得者对语言形式的理解, 输出受阻后还会进行意义协调, 从而完成输出过程。
输出具有三大功能:一是注意功能, 指的是语言输出能促使二语学习者发现自身语言的不足或错误并引起对新信息的注意。她还强调, 学习者如果受到外部压力, 被迫进行句法调整和加工, 其语言输出会更准确更符合逻辑。二是检测假设功能, 指的是二语学习者在输出过程中会对对目的语进行各种假设, 通过检测来做出不同程度的调整。三是元语言功能, 指的是二语学习者运用语言本身来分析和描述语言。
三、输入输出理论对大学外语听力教学的启示
1. 完善输入材料, 提高创新教学效果
从我国大学英语听力教学现状可见, 大学生课堂听力练习更加注重语言输入, 通过反复对听力材料进行输入, 核对答案。课堂气氛沉闷, 上课模式千篇一律, 导致学生在听力课堂积极性不高, 容易分心, 学生的听力水平也得不到有效的提高。在克拉申 (1985) 语言输入理论的i+1模式中, 其强调了“1”表示略高于学习者原有水平的语言知识。“1”必须是可理解的, 是略高于学习者原有水平的材料, 过高或者过低都无法实现i+1, 从而达不到语言能力的形成和提高。那么在大学英语听力教学中, 教师引导学生进行练习的听力材料必须能够符合这样一个语言习得规律, 循序渐进, 从而达到更加的教学效果。如何完善听力课堂的输入材料则成了重点。笔者根据多年的大学英语教学经验, 总结了以下几点:
首先, 对学生听力水平进行前测性的听力练习。教材的科学性可以保证教材中的听力材料可以作为对学生英语听力水平的一个测试。因此, 可以选择相应年级的听力教材内容进行此操作, 完成后对学生听力结果进行综合评定。
其次, 逐步拓展听力材料的长度和难度, 循序渐进提高学生听力水平。根据学生对前测听力的联系效果, 逐步增加听力材料的长度和难度, 在学生可理解的范围内扩大听力材料的长度和深度, 可以有效帮助学生在巩固原有水平的同时增加对“1”这部分内容的习得。
最后, 拓展听力材料广度, 多形式进行语言输入。在进行教材听力材料的练习外, 还可以借助课外英语材料进行语言输入, 如VOA, BBC, 走进美国, 老友记等电视广播影视作品。不同影视作品的听力呈现可以一改教材中听力教材语言来源单薄的缺点, 同时增加了情境的连续性和融入感, 使学生在更加轻松愉悦的氛围中对语言输入进行习得。
2. 鼓励有效输出, 输出形式多样化
目前我国大学英语听力教学的大块课堂时间都被“听”所占据, 也就是说精细输入占了听力课堂中语言习得的一大部分。Swain (Ellis, 1944) 的输出理论中提到只有输入的二语习得的过程是难以完成的, 语言输出也是二语习得的一个必要条件, 两者缺一不可。在大学英语听力课堂, 如果只是一味地对学生进行灌输式的听力练习而忽略了语言的输出, 学生的听力水平就只能停留在机械的记忆和理解上而达不到听说水平综合的提高。鼓励学生课堂内外的语言输出, 可以通过多种形式实现, 如重述故事, 模仿对话, 情境改编等口语练习, 同时借助多媒体平台完成语言输出的练习和强化。
从输出假说的三大功能可知, 语言学习者在输出过程中可能会遇到障碍, 其解决方法除了置之不理则是通过意义协调来加工信息。因此, 大学生在进行语言输出练习中, 不仅是进一步对输入信息的理解, 还是进一步通过自己原有的知识加上新摄入的知识进行语言加工调整。在听力课堂上, 教师除了给大学生大量可理解的输入外, 要引导和要求学生进行必要的输出, 使得学生在一定的压力下完成语言的处理和加工, 从而使得语言输出更加准确。比如, 学生在对听力理解后对听力材料中的故事进行重述, 既是对语言输入的理解, 又是对理解后的进一步语言形式的调整。如果在重述中出现错误, 教师也可以通过一定的引导, 帮助学生完成意义协调从而高效完成语言输出过程, 促进有效的语言习得。
输入输出线性化 篇7
模型跟踪控制MFCS(Model Follow Control System)是控制理论的一个重要领域,可以应用到智能转向汽车[1]、发动机燃油控制系统[2]等。但是,由于输入输出个数不相等的系统中,状态空间矩阵不是方阵的限制,导致传统的模型跟踪控制只适用于输入个数等于输出个数的情况。
为此,本文首先分析了传统模型跟踪控制方法的局限性,提出了所遇到的问题,然后针对两个问题一一提出解决方案,最后在以两个系统为例,在MATLAB/Simulink上搭建仿真平台,进行验证。特别对输入个数小于输出个数的系统,在所提的解决方案的基础上,增加了移相器,使得改进后的方法适用于任意输入与输出个数与输出个数不等的系统(满足可控可观和相对阶次的前提条件)。
1 模型跟踪控制
对于状态空间线性系统模型跟踪控制[3],被控对象模型为:
(1)
参考模型为:
(2)
其中x(t)∈Rn×1为状态变量,u(t)∈Rm×1为控制输入,y(t)∈Rl×1为控制对象的输出, xm(t)∈Rnm,rm(t)∈Rlm, 状态矩阵的维数分别为A∈Rn×n,B∈Rn×m, C∈Rl×n。
控制率的最终表达式为:
u(t)=-N-1rQ-1(s){Dd(s)R(s)N(s)-Q(s)Nr}u(t)-N-1rQ-1(s)S(s)y(t)+N-1rQ-1(s)T(s)Nm(s)rm(t) (3)
N(s)和Nr(s)由以下式得到:
N(s)=C(sI-A)-1BD(s) (4)
N(s)=diag
σi是N(p)各行元素的最高次数,
则知:N(s)∈Rl×m,Nr(s)∈Rl×m
2 遇到的问题
如果输入个数不等于输出个数,即l≠m,则在用式(3)中计算控制率时,会遇到以下两个问题:
(1) 由于Nr为l×m的矩阵,不是方阵,不存在逆矩阵;
(2) 由于u(t)为m×1矩阵,y(t)为l×1矩阵,不同阶数矩阵不能相加。
此时,控制率计算公式(3)失效。
3 解决方法
3.1 广义逆矩阵的引入
为了解决第一个问题,我们引入广义逆矩阵。
广义逆矩阵是对逆矩阵的拓展,目前,运用比较广泛的是Moore-Penrose广义逆矩阵[4],其中比较简单的求广义逆矩阵的方法是满秩算法:
设A=LR∈Cm×n的秩为r,其中L为列满秩矩阵,R为行满秩矩阵,则:
A+=R+L+=R*(RR*)-1(L*L)-1L* (6)
A+是Penrose广义逆的原始记号,称为“加号逆”。
3.2 输入/输出补零法
为了解决第二个问题,且不改变原方法,我们用补零的方法,将系统变为输入输出个数相等的系统。具体方法如下:假设输入个数大于输出个数,即m>l,则应对输出进行补零,对应的输出矩阵也要补零。
(7)
(8)
如果输出个数大于输入个数,则用类似的方法进行补零。
4 仿真分析
4.1 多输入-单输出系统
多输入-单输出系统电路图如图1所示。
选电感电流iL1、iL2电容电压uC3作为状态变量,根据基尔霍夫电流定律和电压定律[5],得到:
以iL1作为输出量,则有:
(10)
为了计算方便,假设:
L1=L2=1 H,C3=1 F,R4=R5=2 Ω得:
然后即可依照原方法进行模型跟踪控制的设计。得到控制率为:
在MATLAB/Simulink平台上搭建仿真[6],如图2所示。
其中,粗线表示多维信号,细线表示单维信号。仿真结果如图3所示。
由于三角波的尖峰处不可导,故在尖峰前后,误差较大,但是在三角波干扰撤去后的第10 s开始,系统误差接近于零,可以非常好的跟踪上参考模型。
4.2 单输入-多输出系统
单输入双输出系统电路图如图4所示。
同样,应用补零的方法,以及广义逆矩阵理论,可以得到系统的控制率。搭建仿真模型,得到波形见图5。
由图5可以看出,第一组输出可以跟踪上,但是第二组输出只可以跟踪幅值,却总是相差一个相位。其原因是这样的,即使是纯线性系统,当输入个数小于输出个数时,也无法完全跟踪控制,举例来说,两系统如下:
这样,无论如何,都无法实现跟踪。也就是说,只有参考模型和被控对象满足一定比例关系的系统,才能够实现跟踪控制。或者,可以用模型跟踪控制+移相器,完成整个系统准确的跟踪。
5 结束语
根据以上讨论,可知,要对多输入-多输出系统进行模型跟踪控制时,应根据输入输出个数选取不同的方法:
当输入个数等于输出个数时:可以直接运用跟踪控制方法进行运算设计;
当输入个数大于输出个数时:首先对输出进行补零,再对控制率进行计算时,应用Moore-Penrose广义逆矩阵理论求逆;
当输入个数小于输出个数时:运用上述步骤,可以跟踪上与输入个数相等的输出,其他维输出需要设计适当的移位器。
摘要：对于输入输出个数不相等的系统,传统的模型跟踪控制方法控制率算法失效。在深入分析传统模型跟踪控制方法的基础上,提出了补零的方法,并应用广义逆矩阵理论,在不改变原方法的基础上,解决了矩阵阶次不同无法相加和非方阵求逆问题,又对输入个数小于输出个数的系统加入了移相器,成功地实现了对输入输出个数不相等系统的模型跟踪控制。最后在MATLAB/Simulink上构建仿真系统,验证了方法的有效性。
关键词：控制理论,模型跟踪,广义逆矩阵,控制算法,补零
参考文献
[1]曾长操,刘奋,张建武.智能转向汽车的模型跟踪控制[J].上海交通大学学报,2003,37(11):1763-1766.
[2]王道波,刘爱萍.采用自适应模型跟踪控制的发动机燃油控制系统含实物仿真[J].南京航空航天大学学报,1998,43(1):29-35.
[3]唐厚君,韩正之,尚宇辉,等.广义线性系统模型跟踪控制的新方法[J].信息控制,2000,29(3):198-204.
[4]张跃辉.矩阵理论与应用[M].北京:科学出版社,2011:212-215.
[5]刘秉安.基尔霍夫定律及其应用探究[J].科学信息,2009,26(24):537-538.
探究计算机信息的输入输出技术 篇8
1 计算机办公系统的便捷性
加强办公操作流程信息化建设, 既方便了办公人员处理信息的要求, 也是企业经营科技创新的重要表现。随着市场经济政策的改革调整, 国内企业承接的业务量也在不断地变化, 这些都要求日常办公创建信息化平台, 帮助各部门人员处理好数据信息, 这样才能保证一个产业持久地营运下去。创建办公操作信息系统, 能够帮助工作人员分析最终的数据结果, 科学地判断市场经营战略的可行性。对于企业来说, 结合办公操作系统也是信息化建设的必要条件。
2 计算机信息输入技术
加强办公操作流程信息化建设, 不仅是各行企业经营规划的要求, 也是适应现代快速运转的工作机制的要求, 更是整个产业科技改革的创新指标。计算机具有强大的数据处理功能, 数据处理之前必须按照规定格式输入, 才能方便服务器执行数据处理操作, 如图1, 提高了信息的分辨模式。
(1) 穿孔卡片。先用键盘穿孔机将数据记录在卡片上, 然后通过读卡机送入处理系统, 这是一种外端口对接的输入方式。穿孔卡片可以为企业数据提供多点输出, 一台计算机出现故障后, 利用穿孔卡片先存储数据, 再由计算机端口转接至另外一台计算机, 从而提高了装备的整体运行可靠性, 满足了现代办公的需求。
(2) 穿孔带。穿孔带与穿孔卡片的输入原理一致, 都是通过某种介质先存录信息, 再经过端口转接入计算机。先用穿孔机将数据记录在穿孔带上, 然后由穿孔带阅读机将数据送入处理系统。
(3) 磁带。磁带利用表面磁层的磁化方向来记录信息, 是电子数据处理系统中使用最多的输入输出载体。伴随着信息技术的快速发展, 磁带逐渐成为一种便捷式的信息输入方式, 因其录入量大而被广泛使用。
3 计算机信息输出技术
新时期信息科技对各个产业经营起到了推动作用, 以计算机技术为代表的信息化系统得到广泛应用。当用户使用计算机处理完信息之后, 需配合输出设备把信息传送出来, 现有计算机信息输出技术有打印机、纸带凿孔、卡片凿孔等方式。
(1) 打印机。打印机和显示设备已成为每台计算机和大多数终端所必需的设备, 这也是企业日常办公比较常用的装置。打印机与计算机设备连接, 用程序编码对打印机实施控制, 按照主计算机要求将信息内容打印出来, 方便了用户处理信息操作的要求, 使得操作更具便捷性。
(2) 纸带凿孔。计算机用纸带凿孔输出设备, 改变了传统信息输出的方式, 提高了计算机信息处理后的输出效率。计算机输出信息用凿孔纸带上的小孔表示, 这既可将信息长期保存于纸带上, 又可利用凿孔纸带再输入计算机, 实现了企业信息的循环利用。
(3) 卡片凿孔。计算机用卡片凿孔输出设备, 这在原理上与纸带凿孔相互接近。凿孔卡片阅读方便, 可长期保存, 也可作为计算机的输入。例如, 企业利用卡片凿孔对业务数据实施处理, 凿孔卡片在输入各种信息时, 也能自动对信息存储保护, 方便了日后的调用。
4 结语
随着信息技术的发展, 计算机已经成为企业办公系统的核心装置, 利用计算机创建信息化模式是行业发展的必然趋势, 也是企业在市场竞争中取得胜利不可偏废的技术支撑。企业结合实际应用中的计算机办公系统, 需对信息的输入与输出操作创建良好的平台, 从而保证数据信息的有效存储, 为信息资源利用提供了保障, 当然随着技术的进一步发展, 相关的后续研究也将继续推进。
摘要：计算机技术是信息科技的应用代表, 目前已普遍进入办公、学习等领域, 成为不可或缺的帮手。文章首先介绍了计算机办公系统的便捷性, 在此基础上分析了计算机信息输入技术, 如穿孔卡片、穿孔带和磁带, 探讨了计算机信息输出技术, 如打印机、纸带凿孔和卡片凿孔, 希望对后续相关研究有所启发和帮助。
关键词：计算机信息,输入,输出,技术
参考文献
[1]姚远, 谭喜成, 王方雄, 金宝轩.基于Generic组件库STL的3D GIS数据组织与调度方法[J].测绘信息与工程, 2005 (3)
[2]周卫华, 裴亚军.基于汉字构形学的非键盘汉字输入法探讨[J].重庆科技学院学报 (社会科学版) , 2007 (2)
[3]樊晓平, 彭展, 张恒, 罗熊.基于快速扩展随机树的机器人路径规划仿真实验平台研究[J].铁道科学与工程学报, 2005 (2)
【输入输出线性化】推荐阅读：
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