机器人的动力学控制 The dynamics of robot control 自123班 庞悦 3120411054
机器人的动力学控制 摘要：机器人动力学是对机器人机构的力和运动之间关系与平衡进行研究的学科。机器人动力学是复杂的动力学系统，对处理物体的动态响应取决于机器人动力学模型和控制算法。机器人动力学主要研究动力学正问题和动力学逆问题两个方面，需要采用严密的系统方法来分析机器人动力学特性。本文使用MATLAB 来对两关节机器人模型进行仿真，进而对两关节机器人进行轨迹规划，来举例说明独立PD 控制在机器人动力学控制中的重要作用。 Abstract: for the robot dynamics is to study the relation between the force and movement and balance of the subject.Robot dynamics is a complex dynamic system, on the dynamic response of the processing object depending on the robot dynamics model and control algorithm.Kinetics of robot research dynamics problem and inverse problem of two aspects, the need to adopt strict system method for the analysis of robot dynamics.This article USES MATLAB to simulate two joints, the robot, in turn, the two joints, the robot trajectory planning, to illustrate the independent PD control plays an important part in robot dynamic control. 一 动力学概念 机器人的动力学主要是研究动力学正问题和动力学逆问题两个方面，再进一步研究机器人的关节力矩，使机器人的机械臂运动到指定位臵，其控制算法一共有三种：独立PD 控制，前馈控制和计算力矩控制，本文主要介绍独立PD 控制。 动力学方程：)()(),()(q G q F q q q C q q M +++=? ????τ
认知心理学 ★第一章认知心理学导言 一、广义的“认知” ：认识和知识，它既包含了一种动态性的加工过程(认识)，也包含了一种静态性的内容结构(知识)。 狭义的“认知” ：指那些能使主体获得知识和解决问题的操作和能力。 广义的认知心理学泛指一切以认知过程为对象的心理学研究； 狭义的认知心理学是以信息加工理论观点为核心的心理学，又被称为信息加工心理学。 认知心理学是以信息加工观点研究感知觉、注意、记忆思维和言语等心理过程，以及儿童认知发展和人工智能（计算机模拟）的一门心理科学。 二、认知心理学的基本假设：存在着心理加工；人类是主动的信息加工者；心理加工可通过外部行为的测量来推知。 三、认知模型：建立的目的：建立模型的目的是提供关于观察对象的一个容易理解的表征，同时用于发展各种假设和帮助进行预测。这些模型都有一个共同的特点：它们都建立在序列事件的基础上。 1、符号操作系统范式：基于信息加工观点，认为许多认知过程是以系列（serially）和序列(sequentially)的方式进行的。又称“信息处理模型”，“符号处理模型”，“串行处理模型”等。 符号操作系统范式实际上是把人的认知活动看作为是一种信息处理过程，即可以按照符号结构和符号过程的表征来加工各种信息。Newell和Simon是首先对符号操作系统作出完整论述的认知心理学家。 一个完整的符号操作系统应该具有六种功能：输入符号、存储符号、建立符号结构、条件性迁移、复制符号、输出符号。 人类认知系统的基本特征：是一个符号运算系统；人类认知是一个多阶段、多层次的信息传递系统；人类信息加工能力的有限性；人是一个具有习得与发展有效认知策略的系统；人是一个新旧图式整合、建构、重构而获得知识的系统；人是一个不断发展的监控认知系统。 联结主义范式：联结主义把认知描绘成是简单而大量的加工单元的联结网络，在此网络中的每一个单元的激活水平与来自于环境和其他与之相连接的单元有关。 知识贮存在单元之间的联结中，学习就是建立新的联结或改变联结间的激活强度。 该模型把信息看成是分布在各个神经元及神经元的连结中的，信息的加工是并行的，因此被称作“并行分布系统”（parallel distributed system）。在计算机和工程领域，人们又把它称作“人工神经网络”。2、联结主义平行分布加工（PDP）：所谓“平（并）行”指的是人可通过对多种处理单位的共同作用对信息进行加工。“分布”则指知识是以处理单位之间相互连接的分布方式储存在系统中的。这些连接单位可以被激活, 彼此可相互作用。 Bechtel (1991)曾归纳了联结主义的三个基本特征:1.信息是通过基本单元来处理的；2.处理单元间是平行联系的,所有的单元可同时、互相作用地完成它们的任务；3.单元间的连接具有权重。 联结主义模型的组成部分：1. 一组单元。亦称为“节点”、“认知单元”或“处理单元”。主要是呈现某种水平的激活状态。可以分为三种单元“输入单元、输出单元和隐单元。 2. 激活状态。节点被激活以致产生某些变化，每一单元会产生某种激活状态。 3. 联结模式。兴奋性联结，抑制性联结。决定一个单元通过输入，对其他单元所产生的影响。 4. 节点激活规则。具体说明一个节点如何被输入，又如何与现在的状态相吻合。 5. 节点输出功能。一个节点的输出与某种激活相联系。 6. 学习规则。重要是使联结发生变化。 联结主义模型的特点：内在并行性；分布式处理；容错性；自适应性。 ★第二章认知神经科学： 加拿大心理学家Hebb用了20年时间与Penfield和Lashley等人合作，终于在1949年出版了《行为的组织》( Organization of Behavior)一书，为现代认知科学奠定了基础。 1949,Hebb率先使用connectionism （联结主义）这一术语对人的大脑模型进行了描述,并提出了著名的算法规则又称Hebb规则（定律）。 赫布定律基于以下基本假设：共同激活的神经元成为联合；联合能发生在相邻的或疏远的神经元间，即整个皮层是联合存储；如果神经元成为联合，它们将发展成为功能体或细胞集合。 他的《行为的组织》一书中有一个后来被广泛引用的段落：“当细胞 A 的一个轴突和细胞 B 很近，足以对它产生影响，并且持久地、不断地参与了对细胞 B 的兴奋，那么在这两个细胞或其中之一会发生某种生长过程或新陈代谢变化，以致于 A 作为能使 B 兴奋的细胞之一，它的影响加强了。”这个机制以及某些类似规则，现在称为赫布定律，又称突触学习学说。 神经科学常用探测技术：多导细胞电活动记录；脑成像技术的发展；时间分辨率(temporal resolution)和空间分辨率(spatial resolution) 1、单细胞记录(single—unit recording) 2、脑电图（EEG Measurement/ 3、事件相关电位(event—related potentials，ERP/ 4、正电子发射断层扫描（PET） 5、磁共振成像(MRI和fMRI) 6、脑磁图(MEG) 认知心理学经典研究方法简介： 1、减法反应时（subtractive method）：用两种反应时的差数来判定某个心理过程的存在。 在研究快速信息加工过程如识别、短时记忆应用这种方法。目的是测量包含在复杂反应中的辨别、选择等心理过程所需的时间。
学习指导： 第一章：绪论 １、认知心理学的定义 认知心理学有广义和狭义两种涵义广义的认知心理学主要探讨人类内部心理活动过程、个体认知的发生与发展，以及对人的心理事件、心理表征和信念、意向等心理活动的研究。 狭义的认知心理学，是以信息加工理论观点为核心的心理学，又被称为信息加工心理学。本书中的内容以狭义为 主。 认知心理学产生的背景及重要事件 : 1956 年是认知心理学发展史中最为重要的一年。１９６７年，美国心理学家奈塞尔出版了《认知心理学》的专著标志着认知心理学的建立。 1、在麻省理工学院的一次会议上，乔姆斯基提交了他关于语言学理论的论文。 2、米勒报告了短时记忆容量为 7 这一重要结果。 3、纽维尔和西蒙讨论了后来极富影响的”通用问题解决者”模型。 4、布鲁纳等从认知加工的观点考察了概念形成的规律。 5、人工智能也在 Dartmouth 会议上创立 ３、认知心理学的两种研究取向 : 认知心理学的两大范式 1、符号操作系统范式（信息加工学说）：1968 年 S.Paert 的专著《感知器》出版成为符号操作系统范式诞生的标志。 完整符号操作系统的六个功能： 符号（模式）具有双重属性：一是具有表征外部事物的功能；二是其自身具有物理或形式上的特征，可以标志信息加工的操作。 一个完整的符号操作系统应该具有以下六种功能： 第一种功能，输入符号（输入）。 第二种功能，存储符号（存储）。 第三种功能，建立符号结构。 第四种功能，条件性迁移（条件传递）。 第五种功能，复制符号（复制）。 第六种功能，输出符号（输出）。 由符号操作系统范式得出三点推论 第一个推论，既然人具有智能，它就一定是一个完整的符号操作系统。第二个推论，既然计算机是一个完整的符号操作系统，它就能够表现出某种智能。第三个推论，既然人是一个完整的符号操作系统，计算机也是一个符号操作系统，那么，就能够用计算机来模拟人的认知活动过程。 2、联结主义范式（联结主义学说）：２０世纪８０年代，联结主义范式逐渐形成，并对信息加工的认知心理学理论及其相关的元理论提出了许多不同看法。 联结主义认为，人类的认知活动的本质在于神经元之间的联结强度，以及它们之间不断发生的动态变化，即对信息进行的是并行分布的加工处理，这种联结与处理是连续变化的模拟计算，它不同于对物理符号的模拟计算。 联结主义理论模型有以下部分组成： 一组单元。亦称节点、认知单元、处理单元。激活状态。联结模式。节点激活规则。节点输出功能。学习规则。根 据以上联结主义理论的假设，可以概括出它所具有的四个明显的特点：内在并行性、分布式处理、容错性和自适应 性。 第二章：认知心理学的研究方法 １、反应时法在认知心理学研究中的地位： 一、涵义 反应时是指刺激作用于有机体后到其作出明显反应所需要的时间，即刺激与反应之间的时间间隔；又称为有机体反应潜伏期，
Sternberg的记忆扫描（memory scanning）实验（连榕P87）短时记忆中信息的提取（检索）是指把记忆项目从短时记忆中回忆出来。关于短时记忆的信息提取问题，Sternberg用记忆扫描实验进行了研究。他做了一系列的实验，每次实验中，首先给被试呈现一系列的记忆项目，如1――6个数字、字母等。（低于短时记忆的记忆广度）每个项目的呈现时间为1.2秒，呈现完毕后2秒，进行测验。测验项目一半是原记忆项目中的项目，一半不是原项目，前者让被试做“是”反应，后者让被试做“否”反应。 在这个实验中，反应时（从呈现测试刺激到被试作出“是”或“否”的反应时间）为提取的心理历程提供了一个客观指标。Sternberg认为被试的反应时由三个阶段构成，第一个阶段是编码阶段，被试把测验项目表征在工作记忆中；第二个阶段是比较阶段，把记忆项目从工作记忆中提取出来与测试项目进行比较；第三阶段是反应阶段，在比较的基础上作出“是”或“否”的反应。这三个阶段所获得时间的总和就是反应时。另外，Sternberg把识记项目的数量作为唯一的实验变量，并认为记忆项目的多少对比较阶段影响很大，而对编码阶段和反应阶段影响较小。 1平行扫描与系列扫描的假设 Sternberg推断，考察被试者反应时的变化情况，可以了解被试在被试在短时记忆中比较信息的方式。即平行扫描还是系列扫描。 平行扫描是指被试能在同一时间内把测验项目与记忆项目同时进行比较。在这种情况下，由于所有的记忆项目被一次检查完毕，因此记忆项目的多少对反应时没有影响。 系列扫描是指被试把测验项目同记忆项目一个一个的进行比较，在这种情况下，随记忆项目的增加，反应时也会增加。 按Sternberg的看法，系列扫描又分两种方式，一是完全的系列扫描，一是自我停止的系列扫描。 在完全的系列扫描情况下，无论是“是”反应，还是“否”反应，测验项目要与记忆项目中的每一个项目进行比较，而提取和比较每一个记忆项目都需要时间。因此，随记忆项目的增加，反应时将以一个恒定的速度增长。 在自我停止的系列扫描情况下，一种可能是，被试在发现某个记
认知心理学名词解释 认知心理学；认知心理学是研究人的高级心理活动过程的学科，即研究人接受、编码、操作、提取和利用知识的过程，这个过程包括知觉、语言、智能、表象、思维、推理、问题解决、概念形成和创造性。广义的认知心理学主要探讨人类内部的心理活动过程、个体认知的发生与发展，以及对人的心理事件、心理表征和信念、意向等心理活动的研究。狭义的认知心理学是以信息加工理论观点为核心的心理学，又称为信心加工心理学。 信息加工理论：20世纪50年代末、信息论、控制论、系统论推动了信息加工理论，用计算机对信息的输入、存储、加工过程来解释人的认知过程的理论。 信息装置：即把人视为一个接受信息、加工和处理信息的传递装置。 信息编码：即一套信息加工的特殊规则。（它把消息、信号、符号或事物的状态，理解为是由一种形式转换成另一种形式，由一种能量媒介物转换成另一种能量媒介物，或由一种物理状态转换成另一种物理状态的过程。） 通道容量：即在一定时间内一个通道所能传递的信息的有限性或极限性。 符号操作系统范式；符号操作系统范式（象征的系统）在认知心理学领域又被称为“信息处理模型”、“符号处理模型”、“串行处理模型”等。1968年佩泊特出版《感知器》成为符号操作系统范式诞生的标志。符号操作系统范式把人看作一个“信息处理系统”，或者称作“符号操作系统”。代表人物纽韦尔和西蒙等人。 符号：就是模式，任何一个模式只要它能和其他模式相区别，它就是一个符号。 信息加工系统：是指能够接收、存储、处理和传递信息的系统。由记忆装置、加工器、效应器和接受器组成。 联想记忆；安德森和鲍威尔提出：首先分析简单的命题句子，并把分析后的句子输入到存储器中保持，当出现新句子时，调动已经存储在“网络知识库”中的信息来回答或解决问题。 适应性控制；即思维的适应性控制。安德森提出的有关一般性知识存储的认知模型，用程序来说明知识的组织和表象概念的激活过程，并对陈述性知识和程序进行区分。 联结主义范式：20世纪80年代兴起，联结主义认为，人类的认知活动的本质在于神经元之间的联结强度，以及它们之间不断发生的动态变化，即对信息进行并行分布式的加工处理，这种联结与处理是连续变化的模拟计算。其实质是用数学与计算模型的说明人类心智的过程与特点。 通用问题解决程序；由纽韦尔和西蒙设计，采用启发式程序，用“手段一目标分析”方式，把问题的解决程序通过提出一些子目标的办法一步一步地缩小初始状态和最终目标状态之间的差异，最后解决问题。 计算机隐喻是指把计算机作为人脑功能的一种心理模型，从中引申出人的认知过程或心理活动是一种“计算”的观念。 抽象分析方法：又称为会聚性证明法，是指采用人与计算机之间的功能类比，并以其他实验分析为辅助，通过结合与抽象，以推理、判断的方式得出结论的研究方法。 计算机模拟方法：指用计算机来模拟、检验、发现人的认知活动及其行为表现的规律的研究方法。 流程图式是指以作业图或信息流程图的形式表示人的心理活动，并以此分析人的信息加工过程的研究方法。 信息加工流程模式：由于认知心理学把人视为计算机式的信息加工系统，因此经常采用流程图的方式来分析与概括人的信息加工过程，它是一种简明、扼要地说明人的心理上活动过程的具体方法。（图例39）
重庆邮电大学移通学院学生实验报告 实验名称：熟悉认知心理学和人机工程学 专业班级：数字媒体技术 02141401 姓名：罗钧 学号： 2014210xxx 实验日期：
实验二：熟悉认知心理学和人机工程学 一、实验目的 （1）了解人机交互技术的研究内容； （2）熟悉认知心理学的基本概念和主要内容； （3）熟悉人机工程学的基本概念和主要内容。 二、工具/准备工作 需要准备一台带有浏览器，能够访问因特网的计算机。 三、实验内容与步骤 1.认知学的概念 （1）分析“人机界面学”的主要研究内容。 人机界面（Human Machine Interaction，简称HMI），又称用户界面或使用者界面，是人与计算机之间传递、交换信息的媒介和对话接口，是计算机系统的重要组成部分。是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介，它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。凡参与人机信息交流的领域都存在着人机界面。 （2）给出“认知心理学”的定义。 认知心理学是二十世纪50年代中期在西方兴起的一种心理学思潮，是作为人类行为基础的心理机制，其核心是输入和输出之间发生的内部心理过程。它与西方传统哲学也有一定联系，其主要特点是强调知识的作用，认为知识是决定人类行为的主要因素。 认知心理学是最新的心理学分支之一，从1950至1960年代间才发展出来的，到70年代成为西方心理学的主要流派。1956年被认为是认知心理学史上的重要年份。这一年几项心理学研究都体现了心理学的信息加工观点。如Chomsky的语言理论和纽厄尔（Alan Newell）和西蒙（Herbert Alexander simon）的“通用问题解决者”模型。“认知心理学”第一次在出版物出现是在1967年Ulrich Neisser的新书。而唐纳德·布罗德本特于1958年出版的《知觉与传播》一书则为认知心理学取向立下了重要基础。此后，认知心理取向的重点便在唐纳德·布罗德本特所指出的认知的讯息处理模式--一种以心智处理来思考与推理的模式。因此，思考与推理在人类大脑中的运作便像电脑软件在电脑里运作相似。认知心理学理论时常谈到输入、表征、计算或处理，以及输出等概念。 （3）给出“软件心理学”的定义。 软件心理学（software psychology）用实验心理学的技术和认知心理学的概念来进行软件生产的方法，即将心理学和计算机系统相结合而产生的新学科。 (4)为什么说“了解并遵循认知心理学的原理是进行人机交互界面设计的基础”？请简单阐述之。 人机界面设计，主要用理论来指导设计，了解认知心理学，一方面防止出错，另一方面用以提高工作效率。了解认知心理学，可以使设计者对用户，即使用计算机的人，有一个较为清晰的认识，也就是说对人的心理基础要有所了解，以提高人机界面设计的水平，
机械系统动力学 简化串联机器人的运动学与动力学仿真分析 学院：机械工程学院 专业：机械设计制造 及其自动化 学生姓名： 学号： 指导教师： 完成日期： 2015.01.09
摘要 在机器人研究中，串联机器人研究得较为成熟，其具有结构简单、成本低、控制简单、运动空间大等优点，已成功应用于很多领域。本文在ADAMS 中用连杆模拟两自由度的串联机器人（机械臂），对其分别进行运动学分析、动力学分析。得出该机构在给出工作条件下的位移、速度、加速度曲线和关节末端的运动轨迹。 关键词：机器人；ADAMS；曲线；轨迹 一、ADAMS软件简介 ADAMS，即机械系统动力学自动分析(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)，该软件是美国MDI公司(Mechanical Dynamics Inc.) (现已并入美国MSC公司)开发的虚拟样机分析软件。目前，ADAMS已经被全世界各行各业的数百家主要制造商采用。ADAMS软件使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库，创建完全参数化的机械系统几何模型，其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格朗日方程方法，建立系统动力学方程，对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。ADAMS软件的仿真可用于预测机械系统的性能、运动范围、碰撞检测、峰值载荷以及计算有限元的输入载荷等。 二、简化串联机器人的运动学仿真 （1）启动ADAMS/View。 在欢迎对话框中选择新建模型，模型取名为robot，并将单位设置为MMKS，然后单击OK。 （2）打开坐标系窗口。 按下F4键，或者单击菜单【View】→【Coordinate Window】后，打开坐标系窗口。当鼠标在图形区移动时，在坐标窗口中显示了当前鼠标所在位置的坐标值。
第一章 1、Neisser于年发表了心理学史上第一部以《认知心理学》命名的专著。 A:1956 B:1967 C:1966 D:1879 正确答案：1967 2、Newell和Simon（1972）认为：信息加工就是操纵的过程。 A:符号 B:表象 C:语言 D:命题 正确答案：符号 3、任何一种心理现象同时也是认知现象或认知活动。 A:对 B:错 正确答案：对 4、很多认知活动都是快速的、简单的。 A:对 B:错 正确答案：错 5、信息加工取向的认知心理学注重人脑与计算机的类比，能够很好地解释人类对复杂认知任务的完成。
A:对 B:错 正确答案：错 第二章 1、组块设计的缺点之一是由于刺激不能随机化，可能会引起被试的期待反应。 A:对 B:错 正确答案：对 2、而大脑皮层的神经元为___，这些神经元的特点是顶树突较粗且排列整齐，神经元活动产生的电位形成开放电场。 A:锥体神经元 B:单极神经元 C:双极神经元 D:星状神经元 正确答案：锥体神经元 3、两个半球结构对称，功能各自独立，不进行沟通联系。 A:对 B:错 正确答案：错 4、过记录脑电波并叠加形成的ERP发现，注意的效应在70-150ms就可以产生影响，这是晚期注意存在的证据。 A:对 B:错
正确答案：错 5、事件相关电位技术的突出优点是高空间分辨率，功能性磁共振的突出优点是高空间分辨率。 A:对 B:错 正确答案：错 第三章 1、直接知觉理论的代表人物是（） A:Bruner B:Biederman C:Gibson D:Gregory 正确答案：Gibson 2、ERP研究发现，与物体相比，对面孔加工比较敏感的成份是N170。 A:对 B:错 正确答案：对 3、间接知觉理论的代表人物有（） A:Bruner B:Gregory C:Biederman D:Gibson
认知心理学复习重点 选择题20分，5个实验，1个论述题，4个简答题。前七章 1.认知心理学的研究的内容、核心、认知心理学中的两个研究指标：反应时和正确率。 2. 复述分为两种：简单复述和精细复述 3．感觉记忆的研究是用什么方法来研究的？部分报告法 4图像记忆的容量？9到20个 保持时间300到500毫秒 5.侧向扩散 6 问题行为图包含的两个成分 7.深层转换语法包含的两个成分 8推理产生错误的原因 9 速度与正确率权衡问题 10 鸡尾酒会效应 11 自由回忆实验 12 人工代理 13 问题空间 14 模式识别 15 追随程序 16 范畴大小效应 17 Burner的人工概念的实验 18 系列位置效应的实验 19 探测刺激的实验 探测法的实验（短时记忆的遗忘） 20 注意章节：注意的选择机制 知觉选择模型和反应选择模型 中枢能量理论 计算机模拟法基本逻辑 知觉产生的理论 21 Sternberg 短时记忆信息提取方式的实验 22 Paivio 的斑马试验 23 Navon 的整体加工与局部加工实验 24 轮廓比较与命名实验（又称短时记忆视觉编码实验）
1.认知心理学的研究的内容、核心、P1 认知心理学：以信息加工观点为核心的心理学，又可称作信息加工心理学，主要研究认知或认知过程，研究范围包括感知觉，注意，表象，学习记忆，思维和言语等心理过程或认知过程。认知心理学中的两个主要研究指标：反应时和正确率（即作业成绩）。 2.复述P84 复述是一种不出声地对刺激信息进行重复默诵的内部过程。复述可以分为机械性复述或称为保持性复述（maintenance rehearsal)和精致性复述或称为整合性复述(elaborative rehearsal)。 1）简单复述即以前所说的的复述，它有助于项目在短时记忆中保持，即如复述缓冲器，现又称为保持性复述。 2）精致性复述是将要复述的材料加以组织，将它与其他信息联系起来，在更深的层次上进行加工。这种复述又称为整合性复述，可以使信息转入长时记忆。3．感觉记忆的研究是用什么方法来研究的？部分报告法P75 部分报告法：Sperling在每组的视觉刺激信息呈现之后（呈现时间50毫秒），发出一个声音，提示3行字母中的哪一行要求被试报告出来。其中上行的字母与高音相联系，中行的字母与中音相联系，下行的字母与低音相联系。要求被试在字母呈现后，根据出现的声音信号，对相应一行的字母马上做出报告（部分报告法）。 4 感觉记忆P75 当外部刺激直接作用于感觉感觉，产生感觉像后，虽然刺激的作用停止，但感觉像仍可维持极短的片刻。这种感觉滞留在视觉中最为突出。感觉滞留表明感觉信息的瞬间贮存。这种记忆就是感觉记忆或感觉登记。图像记忆的容量为9到20个；保持时间300到500毫秒；声象记忆的容量为8到9个项目，时间为4秒。 5.侧向扩散P89 侧向扩散是指在某一个水平上，或者是较浅的水平或者是较深的水平，加工在横向扩展开来。以阅读为例说明：校对阅读和要点阅读。 6 问题行为图包含的两个成分P10 问题行为图 一种分析口语记录的方法称之为问题行为图，这是Newell和Simon提出的分析方法，可以使人直观地看出问题解决过程中所进行的各种操作的序列。这种问题行为图有两个成分组成：1）知识状态，即人在某一具体时刻所知的关于改该作业或问题的全部信息；2）操作，即人每次用来改变其知识状态的手段。 7.Chomsky的生成转换语法包含的两个成分P219——222 包含短语结构语法和转换语法，而以后者最为著名。 短语结构语法认为，一个句子是有许多组成成分构成的，其中短语是最重要的结构。Chomsky认为，短语结构语法仍未能完全确切地解释语言。区分句子的两种结构：表层结构和深层结构。
机器人动力学研究的典型方法和应用 （燕山大学 机械工程学院） 摘 要：本文介绍了动力学分析的基础知识，总结了机器人动力学分析过程中比较常用的动力学分析的方法：牛顿—欧拉法、拉格朗日法、凯恩法、虚功原理法、微分几何原理法、旋量对偶数法、高斯方法等，并且介绍了各个方法的特点。并通过对PTl300型码垛机器人弹簧平衡机构动力学方法研究，详细分析了各个研究方法的优越性和方法的选择。 前 言：机器人动力学的目的是多方面的。机器人动力学主要是研究机器人机构的动力学。机器人机构包括机械结构和驱动装置，它是机器人的本体，也是机器人实现各种功能运动和操作任务的执行机构，同时也是机器人系统中被控制的对象。目前用计算机辅助方法建立和求解机器人机构的动力学模型是研究机器人动力学的主要方法。动力学研究的主要途径是建立和求解机器人的动力学模型。所谓动力学模指的是一组动力学方程（运动微分方程），把这样的模型作为研究力学和模拟运动的有效工具。 报告正文： （1）机器人动力学研究的方法 1）牛顿—欧拉法 应用牛顿—欧拉法来建立机器人机构的动力学方程，是指对质心的运动和转动分别用牛顿方程和欧拉方程。把机器人每个连杆（或称构件）看做一个刚体。如果已知连杆的表征质量分布和质心位置的惯量张量，那么，为了使连杆运动，必须使其加速或减速，这时所需的力和力矩是期望加速度和连杆质量及其分布的函数。牛顿—欧拉方程就表明力、力矩、惯性和加速度之间的相互关系。 若刚体的质量为m ，为使质心得到加速度a 所必须的作用在质心的力为F ，则按牛顿方程有：ma F = 为使刚体得到角速度ω、角加速度εω= 的转动，必须在刚体上作用一力矩M ， 则按欧拉方程有：εωI I M += 式中，F 、a 、M 、ω、ε都是三维矢量；I 为刚体相对于原点通过质心并与刚
第一章绪论 认知心理学诞生的历史原因 内部原因：行为主义的失败。 外部原因：“三论”、计算机科学、语言学、二战中的其他学科技术 减法反应时存在的问题： 阶段划分的可行性（串行加工的前提）、增减加工阶段对其他阶段的影响开窗实验存在的问题： 后一加工阶段会包含对前一加工阶段的复述。 后面字母的存储阶段还会包含对前面字母转换结果的提取与整合。 认知心理学的研究取向： 符号加工：以信息加工观点研究认知过程，曾是现代认知心理学的主流，认为认知就是信息加工，包括感觉输入的变换、加工、存储和使用的全过程。 联结主义：人脑神经元网络模拟，并行分布加工 第二章知觉 模式识别的几种理论模型 6种：模板说、原型说、特征说、成分理论识别、视觉计算理论、拓扑理论 模式: 由若干元素或成分按一定关系形成的某种刺激结构（空间、时间） 模式识别: 确认所知觉的模式是什么，将其与其它模式区分开。 ?认识刺激，对刺激命名； ?对刺激产生熟悉感 模板说： 基本思想：人在长时记忆中存有与外部刺激模式一一对应的模板。模式识别即是将刺激模式提供的信息与各模板进行比较，确定最佳的匹配。
?疑问： ?刺激加工方式（局部优先总体优先） ?模板编码方式（表象） ?模板匹配方式（系列并行） ?补充与修正： ?附加预加工过程 ?引入自上而下加工 ?局限： ?模板数量巨大，记忆负担过重、缺乏灵活性、概括性 原型说： 原型：一类客体的内部概括表征，反应范畴的平均特征或集中趋势。模式识别中，外部刺激只需与原型比较，近似匹配即可。 ?优点：减轻记忆负担，更具灵活性。 ?局限：只有自下而上加工 特征说： 基本思想： ?特征：构成模式的元素成分及其间关系。外部刺激在长时记忆中以特征来表征。首先对刺激特征进行分析，然后将特征加以合并，与长时记忆中各种刺激的特征进行比较，最佳的匹配即识 别。 特征说与模板说的联系与区别： ?更强适应性，仅依据刺激特征关系，不涉及其他细节；特征通用性，减轻记忆负担；学习可能性（抽取－综合）；类似特征混淆 支持证据 ?Neisser 字母搜索实验；固定网像实验；神经生理上的特征觉察器 “鬼域”模型
认知心理学经典实验总结 1、Posner实验－－信息也可以有视觉编码 给被试安排呈现两个字母，这两个字母可以同时给被试看，或者插进短暂的实践间隔，让被试指出这两个字母是否相同并按键来反应，记下反应时。所用字母对有两种，一种是两个字母的读音和书写都一样，即为同一个字母（AA）；另一种是两个字母的读音相同而书写不同（Aa）。在这两种情况下，正确的反应都为“相同”。 2、Clark和Chase 句子－图画匹配实验－－减法反应时实验的范例 给被试看一个句子和紧接着的一幅图画，如“星形在十字之上”，要求被试尽快地判定，该句子是否真实地说明了图画，作出是或否的反应，记录反应时。实验应用的介词有“之上”和“之下”，主语有“星形”和“十字”，句子的陈述有肯定的（在）和否定的（不在），共有8个不同的句子。Clark和Chase设想，当句子出现在图画之间时，这种句子和图画匹配作业的完成要经过几个加工阶段，并提出了度量一些加工持续时间的参数。 3、Sternberg用于研究短时记忆信息提取的相加因素法实验 先给被试看1～6个数字（识记项目），然后再看一个数字（测试项目），并同时开始计时，要求被试回答该测试数字是否是刚才识记过的，按键作出是或否的反应，计时也随即停止。这样就可以确定被试能否正确提取以及所需要的时间即反应时。通过一系列的实验，Sternberg从反应时的变化上确定了4个对提取过程有独立作用的因素，即测试项目的质
量（优质的或低劣的）、识记项目的数量、反应类型（肯定的或否定的）和每个反应类型的相对频率。因此，他认为短时记忆信息提取过程包含相应的4个独立的加工阶段，即刺激编码阶段、顺序比较阶段、二择一的决策阶段和反应组织阶段。 4、字母转换实验（“开窗”实验） 给被试呈现1～4个英文字母并在字母后面标上一个数字，如“F＋3”、“KENC＋4”等。当呈现“F＋3”时，要求被试说出英文字母表中F 后面第三个位置的字母“I”,换句话说，“F＋3”即将F转换为I，而“KENC＋4”的正确回答则是“OIRG”，但这4个转换结果要一起说出来，凡刺激字母在一个以上时都应如此，即只作出一次反应。以“KENC+4”为例，4个刺激字母相继呈现，被试自己按一下键就可以看见第一个字母K并同时开始计时，接着被试作出声的转换，即说出LMNO，然后再按键来看第二个字母（E），再作转换，如此循环直至4个字母全部呈现完毕并作出回答，计时也随之停止。出声转换的开始和结束均在时间记录中标出来。根据该实验的反应时数据，可以明显地看出完成字母转换作业的3个加工阶段：（1）从被试按键看一个字母到开始出声转换的时间为编码阶段，被试对所看到的字母进行编码并在记忆找到该字母在字母表中的位置；（2）被试进行规定的转换所用的时间即为转换阶段；（3）从出声转换结束到被试按键看下一个字母的时间为贮存阶段，被试将转换的结果贮存于记忆中。 5、Peterson和Peterson有关遗忘进程的实验
概念形成 简介： 概念是人脑反映事物本质属性的思维形式。个体掌握一类事物本质属性的过程，就是概念形成的过程。实验室中为了研究概念形成的过程，常使用人工概念。 制造人工概念时先确定一个或几个属性作为分类标准，但并不告诉被试，只是将材料交给被试，请其分类。在此过程中，反馈给被试是对还是错。通过这种方法，被试可以发现主试的分类标准，从而学会正确分类，即掌握了这个人工概念。通过人工概念的研究，可以了解概念形成的过程。一般来讲，被试都是经过概括-假设-验证的循环来达到概念形成的。 叶克斯复杂选择器可用来制造人工概念。本实验模拟叶克斯复杂选择器来研究简单空间位置关系概念的形成。 方法与程序： 本实验共有4个人工概念，难度顺次增加，被试可以任选其中1个。 实验时，屏幕上会出现十二个圆键，有空心和实心两种。其中只有一个实心圆与声音相联系，此键出现的相对位置是有规律的，被试要去发现其中的规律（概念），找到这个键。被试用鼠标点击相应的实心圆，如果没有发生任何变化，表明选择错误；如果有声音呈现，同时该圆变为红色，则表明选择正确。只有选择正确，才能继续下一试次。当连续三次第一遍点击就找对了位置时，就认为被试已形成了该人工概念，实验即结束。如果被试在60个试次内不能形成正确概念，实验自动终止。 结果与讨论： 结果文件第一行是被试达到标准所用的遍数（不包括连续第一次就对的三遍）。其后的结果分三列印出：第一列是遍数；第二列为每遍中反应错的次数，如为0则表示这一遍第一次就做对了；第三列表示这一遍所用的时间，以毫秒为单位。 根据结果试说明被试概念形成的过程。 交叉参考：思维策略 参考文献： 杨博民主编心理实验纲要北京大学出版社 319-321页
实验二自由度机器人的位置控制 一、实验目的 1. 运用Matlab语言、Simulink及Robot工具箱，搭建二自由度机器人的几何模 型、动力学模型， 2. 构建控制器的模型，通过调整控制器参数，对二自由度机器人的位姿进行控 制，并达到较好控制效果。 二、工具软件 1.Matlab软件 2.Simulink动态仿真环境 3.robot工具箱 模型可以和实际中一样，有自己的质量、质心、长度以及转动惯量等，但需要注意的是它所描述的模型是理想的模型，即质量均匀。这个工具箱还支持Simulink的功能，因此，可以根据需要建立流程图，这样就可以使仿真比较明了。 把robot 工具箱拷贝到MATLAB/toolbox文件夹后，打开matalb软件，点击file--set path，在打开的对话框中选add with subfolders，选中添加MATLAB/toolbox/robot，保存。这是在matlab命令窗口键入roblocks就会弹出robot 工具箱中的模块（如下图）。
三、实验原理 在本次仿真实验中，主要任务是实现对二自由度机器人的控制，那么首先就要创建二自由度机器人对象， 二自由度机器人坐标配置 仿真参数如下表1： 表1 二连杆参数配置
1.运动学模型构建二连杆的运动学模型，搭建twolink模型在MATLAB命令窗口下用函数drivebot(WJB)即可观察到该二连杆的动态位姿图。 %文件名命名为自己名字的首字母_twolink %构造连杆一 L{1}=link([0 0.45 0 0 0],'standard') ; L{1}.m=23.9 ;
认知心理学 1．建立世界上第一个心理实验室的学者是【】A．斯金纳B．皮亚杰C．冯特D．比内 2．根据皮亚杰的观点，2-7岁儿童的认知发展属于【】A．前运算阶段B．形式运算阶段 C．感觉运算阶段 D．具体运算阶段 3．注意的基本特点是【】 A．间接性和概括性B．指向性和集中性C．起伏性和转移性D．直观性和概括性 4．高级神经活动的基本过程是【】 A．无条件反射和条件反射 B．反射和抑制C．兴奋和抑制D．操作性条件反射和经典性条件反射5．“入芝兰之室，久而不闻其香”这是感觉的【】 A．对比 B.后像C．分配 D.适应 6．一个物体的运动，使其相邻的一个静止物体产生运动，这种现象是【】 A．似动 B．真动C．诱发运动D．想象运动 7．根据视觉三色学说，在视网膜上存在三种感色装置分别接受【】 A．黄、蓝、紫B．红、绿、蓝C．黑、白、灰D．黄、绿、蓝 8．一种记忆的特点是：信息保持的时间在一分钟以内，编码方式以听觉编码为主，容量为7±2组块，该种记忆是【】 A．瞬时记忆B．长时记忆C．短时记忆D．感觉登记 9．后学习材料对于先学习材料的干扰作用，这种现象被称之为【】 A．前摄抑制 B．倒摄抑制C．正向抑制D．负向抑制 10．把一些不曾关联的事物的属性、部分、特性结合在一起形成新形象的过程，该种想象方式是【】A．典型化B．夸张C．拟人化D．粘合 11．瞬时记忆中的信息进入短时记忆的基本条件是【】 A．注意 B．编码C．复述 D．提取 12．在接触感性材料时，不以论证的形式迅速地对问题答案做出合理的选择，这是【】 A．直觉思维 B．聚合思维C．发散思维D．具体思维 13．提出问题解决的尝试错误理论的心理学家是( ) A．桑代克B．苛勒C．西蒙D．赫尔 14．听觉的适宜刺激的频率范围是【】 A．16-20000HZ B．20-5000HZ C．200-20000HZ D．16-20000HZ 15．决定声音音色的是声波的【】 A．频率B．振幅C．波形D．响度 16．智力超常儿童智力发展的速度很快，显著地超过同龄儿童的水平，其智商在【】 A．80以上B．100以上C．120以上D．140以上 17．关于能力结构的二因素论的提出者是【】 A．卡特尔B．艾森克C．斯皮尔曼D．加德纳 18．概念所包含的事物的本质属性称为概念的【】 A．外延 B．范围C．内涵 D．广度
对Renitz的实验改进后实验设计（中国版） 一、实验目的：探究集中注意与分散注意条件下学习效果的差异 二、实验方法 1、被试：被试随机选取，种族均为汉族，视力与智力正常，样本容量应较大 2、实验设备： 2.1实验材料：在中国情绪库里选取40张中性正面面孔（其中男性面孔20张，女性面孔20张），美丑程度中等，面部无明显标志，背景为白色，经专业软件处理后达到分辨率、亮度、对比度等基本一致，照片的高度、尺寸、在背景框中所占比率一致。结合面孔随机组合（含2—3人的特征）。 2.2E-prime软件编程，图片单张呈现，每张图片呈现适当的时间，在分散注意学习阶段要求被试数圆点数，并要求将正确的圆点数目输入所给方框内。图片呈现阶段面孔上有圆点，测验阶段无圆点。 3试验程序： 3.1 将实验材料照片均分为A、B两组，每组10张男性面孔，10张女性面孔；将被试随机分甲、乙为两组；在呈现面孔时，在面部随机出现4—7个圆点，圆点数4、5、6、7在A、B两组材料的出现次数相同。测试阶段呈现本组面孔的结合面孔10张，旧面孔10张，结合面孔所用图片不与测试阶段旧面孔重复。 3.2 利用E-prime软件编程，甲组被试先在集中注意情况下学习A组图片，指导语为：“欢迎您参加本次测验，接下来您会看到一组面孔图片，请尽量记住这些面孔，读懂此段话的意思后请点击‘继续’开始”。呈现完毕后，休息2分钟，指导语为“学习完毕，请您休息2分钟”，休息完后进行测验，指导语为“接下来您将看到一组面孔图片，有一些是刚刚见过的，另一些是没有见过的。请判断下面呈现的图片是否见过，见过的请按左键，没见过的请按右键”。 再让甲组同学在分散注意的情况下学习B组图片，指导语为“欢迎您参加本次测验，接下来您会看到一组面孔图片，面孔上有一些圆点，请在注意面孔的同时数出这些圆点的数目，并将正确的数字填到下面的方框中。读懂此段话的意思后请点击‘继续’开始”。其他程序如上。 3.3 乙组被试先在集中注意的情况下学习A组图片，进行再认测试。再在分散注意的情况下学习B组图片，进行再认测验。程序如上。 3.4统计两组被试在不同的学习条件下的再认结果正确率，有需要时可分析其反应时。
第一章绪论 1、什么是认知和认知心理学？ 认知：认知是对知识的获得和应用的过程，也可以叫做信息加工的过程。认知心理学 广义：一切对认知或认识过程的研究，包括感知觉、注意、记忆、思维和语言等。狭义：指信息加工观点为特征的心理学，即信息加工心理学。 2、认知心理学产生的外原因是什么？ 部原因： 行为主义的失败。 认知心理学重视心理学研究中的综合的观点，强调各种心理过程之间的相互联系、相互制约认知心理学在具体问题的研究方面，在扩大心理学研究方法方面都有所贡献。认知心理学的研究成果对计算机科学的发展也有贡献。 外部原因： （1）“三论”的影响（系统论、信息论和控制论） （2）计算机科学的影响 （3）社会的需要，计算机科学发展的需要 （4）社会的实践教育和对智力的开发需要 3、认知心理学有什么影响？ （一）认知心理学否定了行为主义，重新恢复了意识在心理学中的地位 （二）认知心理学将心理过程看做信息加工过程，为研究心理活动的部机制或部心理机制确立了一个新的具体研究方向，这个新的研究方向迅速渗透到普通心理学和实验心理学中，是心理学研究发生明显的变化，这种变化包含如下： （1）心理过程的研究领域扩大 （2）从心理物理函数走向部心理机制 （3）从分析性研究转向综合性研究 （4）开始重视个别差异和个案研究 4、认知心理学的研究方法有哪些？ 认知心理学在其具体研究中，采用实验、观察（包括自我观察）和计算机化模拟等方法。以反应时和作业成绩为指标的实验特别受重视，利用被试的出声思考也得到了发展。 （1）减法反应时实验 减数反应时实验的逻辑是安排两种反应作业，其中一个作业包含另一个作业所没有的一个处理（加工）阶段，并在其他方面均相同，从这两个反应时间之差来判定此加工阶段。（2）相加因素法实验（3）“开窗”实验（4）出声思考（5）计算机模拟