自我控制理论的研究综述
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自适应控制系统综述摘要:本文首先介绍了自动控制的基本理论及其发展阶段,然后提出自适应控制系统,详细介绍了自适应控制系统的特点。
最后描述的是自适应控在神经网络的应用和存在的问题。
关键字:自适应控制神经网络一、引言1.1控制系统的定义自动控制原理是指在没有人直接参与的情况下,利用外加的设备或装置,使机器,设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。
在不同的控制系统中,可能具有各种不同的系统结构、被控对象,并且其复杂程度和环境条件也会各不相同,但他们都具有同样的控制目地:都是为了使系统的状态或者运动轨迹符合某一个预定的功能性能要求。
其中,被控对象的运动状态或者运动轨迹称为被控过程。
被控过程不仅与被控系统本身有关,还与对象所处的环境有关。
控制理论中将控制系统定义为由被控系统及其控制器组成的整体成为控制系统。
1.2控制理论的发展阶段控制理论发展主要分为三个阶段:一:20世纪40年代末-50年代的经典控制理论时期,着重解决单输入单输出系统的控制问题,主要数学工具是微分方程、拉氏变换、传递函数;主要方法是时域法、频域法、根轨迹法;主要问题是系统的稳、准、快。
二:20世纪60年代的现代控制理论时期,着重解决多输入多输出系统的控制问题,主要数学工具是以此为峰方程组、矩阵论、状态空间法主要方法是变分法、极大值原理、动态规划理论;重点是最优控制、随即控制、自适应控制;核心控制装置是电子计算机。
三:20世纪70年代之后的先进控制理时期,先进控制理论是现代控制理论的发展和延伸。
先进控制理论内容丰富、涵盖面最广,包括自适应控制、鲁棒控制、模糊控制、人工神经网络控制等。
二、自适应控制系统2.1自适应控制的简介在反馈控制和最优控制中,都假定被控对象或过程的数学模型是已知的,并且具有线性定常的特性。
实际上在许多工程中,被控对象或过程的数学模型事先是难以确定的,即使在某一条件下被确定了的数学模型,在工况和条件改变了以后,其动态参数乃至于模型的结构仍然经常发生变化。
儿童自我控制能力的研究综述摘要:自我控制是个体自我意识发展到一定程度所体现的功能,是个体一种内在能力,外在表现为一组相关行为,是个体自主调节(监控)自己行为使其与个人价值和社会期望相适应的能力。
幼儿期是培养自我控制的关键时期,本文在总结国内外关于儿童自我控制能力研究的同时,提出了培养儿童自我控制能力的干预对策。
关键词:儿童;自我控制;能力关于在日常家庭和学校环境中,什么是儿童自我控制的定义,不同理论流派的心理学家在各自的研究中使用不同的概念和术语,例如冲动控制(impulse control)、顺从(compliance)、自我控制(ego-control)、自我调节/自我控制(self-regulation/self-control)、抑制性控制(inhibitoy control)。
而在不同的概念框架下,对于自我控制发展的描述也用截然不同。
Vaughn和Kopp(1984)指出:自我控制是个体自我意识发展到一定程度所体现的功能,是个体一种内在能力,外在表现为一组相关行为;是个体自主调节(监控)自己行为使其与个人价值和社会期望相适应的能力。
自我控制引发或制止特定的行为,主要包括五个方面:即抑制冲动行为、抵制诱惑、延缓满足、制定和完成行为计划、采取适应于社会情景的行为方式。
我国学者如朱智贤则从儿童个性发展角度研究,指出自我控制是自我意识的心理成份之一,是个体对自身心理和行为的控制。
并依据控制对象的不同将自我控制分为对内在心理历程的控制和对外在行为方式的控制两个方面,如行为的自觉性和对动机的自我控制属于对内控制,而行为的坚持性、自制力、独立性及对情绪反应的控制属于对外控制范畴。
一、儿童自我控制能力的早期表现早期儿童自控的最典型的表现是对母亲指示的服从(compliance)和延迟满足(delay of gratification)。
服从是最低水平的依从行为,儿童仅仅为获得奖赏或逃避惩罚而遵循规则或习俗。
控制理论的综述及发展方向1 控制理论的产生控制理论作为一门学科,它的真正应用开始于工业革命时期,即1788年瓦特发明蒸汽机飞球调速器。
该种采用机械式调节原理实现的蒸汽机速度自动控制是自动化应用的第一个里程碑。
二次大战前,控制系统的设计因为缺乏系统的理论指导而多采用试凑法,二次大战期间,由于建造飞机自动驾驶仪、雷达跟踪系统、火炮瞄准系统等军事设备的需要,推动了控制理论的飞跃发展。
1948年美国数学家维纳总结了前人的成果,认为世界存在3大要素:物质、能量、信息,发表了著名的《控制论》,书中论述了控制理论的一般方法,推广了反馈的概念,从而基本上确立了控制理论这门学科[1]。
2 控制理论的分类控制理论的发展分为经典控制理论阶段、现代控制理论阶段及大系统智能控制理论阶段,下面将详细介绍各个控制理论的特点及优缺点[2]。
2.1 经典控制理论自动控制理论中建立在频率响应法和根轨迹法基础上的一个分支。
经典控制理论的研究对象是单输入、单输出的自动控制系统,特别是线性定常系统。
经典控制理论的特点是以输入输出特性(主要是传递函数)为系统数学模型,采用频率响应法和根轨迹法这些图解分析方法,分析系统性能和设计控制装置。
经典控制理论的数学基础是拉普拉斯变换,占主导地位的分析和综合方法是频率域方法。
[3]经典控制理论主要用于解决反馈控制系统中控制器的分析与设计的问题。
如图1所示为反馈控制系统的简化原理框图。
图1 反馈控制系统简化原理框图典型的经典控制理论包括PID控制、Smith控制、解耦控制、串级控制等。
常接触到的系统,如机床和轧钢机中常用的调速系统、发电机的自动调节系统以及冶炼炉的温度自动控制系统等,这些系统均被当作单输入—单输出的线性定常系统来处理。
如果把某个干扰考虑在内,也只是将它们进行线性叠加而已。
解决上述问题时,采用频率法、根轨迹法、奈氏稳定判据、期望对数频率特性综合等方法是比较方便的,所得结果在对精确度、准确度要求不高的情况下是完全可用的。
自动控制理论的发展及其应用综述黄佳彬312010122420世纪40年代,控制论这门学科开始发展,其标志为维纳于1948年出版7自动控制学科史上的名著《控制论,或动物和机器的控制和通信XCybernetics, or control and conunuiiication ill the animal and machine )。
控制论思想的提出为现代科学研究提供了新的思想和方法,同时书中的一些新颖的思想和观点吸引了无数学者,令其在自己研究的领域引进控制论。
随着研究队伍的庞大,控制论形成了多个分支,其中主要的儿个分支有生物控制论,工程控制论,军事控制论,社会、经济控制论,自然控制论。
这里我们主要对工程控制论进行研究。
1.自动控制理论的发展工程控制论的概念最早山钱学森引入,当时有两种控制理论思想,一种基于时间域微分方程,另一种基于系统的频率特性。
这两种思想即为经典控制理论, 主要研究的是单输入-单输出的控制系统,同时利用分析法与实验验证法这两种方法对某个控制系统进行数学建模,山此可以获得系统各元部件之间的信号传递关系的形象表示。
由于经典控制理论的建立基于传递函数和频率特性,是对系统的外部描述。
同时经典控制理论主要研究单输入单输出系统,无法解决现实工程应用中多输入多输出系统的问题,而且经典控制理论只对线性时不变系统进行讨论,存在不少的局限性,由此,现代控制理论逐渐发展起来。
现代控制理论是从线性代数的理论研究上得来的,本质是“时域法”,即基于状态空间模型在时域对系统进行分析和设计,并且引入“状态”这一概念,用“状态变量”和“状态方程”描述系统,以此来反应系统的内在本质和特性。
现代控制理论研究的内容主要有三方面:多变量线性系统理论、最优控制理论以及最优估计与系统辨识理论,这些研究从理论上解决了许多复杂的系统控制问题, 但是随着发展,实际生产系统的规模越来越大,控制对象、控制器、控制任务和LI的也更为复杂,导致现代控制理论的成果并未有在实际中很好的应用。
自我控制理论的研究综述摘要:近二三十年以来,自我控制一直是心理学研究的热点问题。
自我控制就是以自我为主体,根据情景需要和主体意图对自己的心理活动及其发展施加影响,并制定某种标准或规范,从而对行为做出执行或停止。
无论是对自我控制的心理机制的探索还是对在生活中如何培养自我控制能力对我们都有着重大的意义。
因此,本文将对自我控制心理机制研究的理论进展、自我控制的毕生发展、自我控制的影响因素、自我控制的资源模型及其自我控制的培养几个方面进行介绍。
关键词:自我控制儿童情绪系统注意抚养方式1自我控制概念的界定人们对自我控制的思考起源较早,但有关自我控制的概念,国内外学者至今还没有达成统一的看法,甚至于还没有一个统一的用词。
1.1国外学者的界定(1) 不仅指服从权威及接受他人施加的行为标准,而且指根据自我选择的信念和目标行事(Savage,1991) [1];(2) 对年幼儿童来说,自我控制能力主要表现在对成人要求的顺从,并且做出积极适当的行为;(3) 指对违反社会道德标准的冲动的抑制。
就这一定义来说与自我控制相反的特征就是攻击性。
(4) 指克制一个优势反应而执行一个劣势反应的能力。
1.2国内学者的界定(1)对优势反应的控制,对劣势反应的唤起(桑标,陈伟民,2002) [2];(2)指人适时地调整自己的行动、情绪以及其它各种活动,以符合完成某种活动目标的需要(肖晓滢1991) [3];(3)是指在意志行动中能够自觉、灵活地控制自己的情绪,约束自己的动作和言语方面的品质。
(叶奕乾,1997)[4];(4)以自我为主体,根据情景需要和主体意图对自己的心理活动及其发展施加影响,并制定某种标准或规范,从而对行为做出执行或停止[5];2自我控制心理机制研究的理论进展2.1A.Gifford关于自我控制心理机制的论述Gifford将个体自我控制行为还原为一种选择行为,并提出了以生理因素为基础的自我控制模型[6]。
Gifford认为自我控制本质上是个体在具有不同价值的行为中进行选择的过程。
在此过程中,大脑前额叶的工作记忆系统和情绪的动机系统是个体在意识层面进行选择的主要机制。
个体以抽象推理为基础的理智决策过程并不必然导致个体的外显行为,这是因为在个体的决策过程中还有情绪系统在起作用。
个体只有克服情绪的动机力量,才能表现出较高的自我控制能力。
2.2W. Mischel关于自我控制心理机制的启动假说Mischel以个性的认知-情绪系统模型为基础对自我控制和调节过程中的基本原则进行了分析,强调了调节过程中的注意控制策略的重要性[7]。
个体的自我调节行为以自我调节动机和自我调节能力为基础。
调节动机是指个体如何对情境中的信息以及情境所引发的价值、信念、标准、目标和情绪状态进行编码和建构,动机的高低将直接影响个体进行行为调节的主动性。
同时个体还需要具备有效的自我调节能力。
Mischel认为自我调节能力主要是指有助于个体实现目标的认知和注意机制。
并进一步提出了自我控制过程中的双系统启动模型,热系统和冷系统。
热系统主要指情绪系统,它促使个体产生接近-回避或者攻击-远离的反应,而冷系统是认知系统,它推动个体进行反思和认知调节。
个体自我调节的有效性取决于冷系统的激活程度以及能否抑制热系统的活动以降低情绪唤醒水平。
2.3D.kuhl的行为控制理论Kuhl的行为控制理论将个体的自我控制过程解释为个体放弃以情绪偏好为基础的选择和使用意志策略,促进以认知判断为基础的选择的过程[8] 。
Kuhl将意志界定为解决冲突的机制和策略。
Kuhl (1996,1998)区分了两种模式的意志过程:自我调节和自我控制。
其中自我调节是以民主方式为主要风格的自我整合过程,而自我控制则是强调权力的自我管制过程。
自我调节者所选择的目标更现实,而自我控制者则更多体验到内心的冲突。
Kuhl将个体的行为看作是平行发展的情绪和认知系统交互作用的过程,并强调只有当个体的认知判断和情绪判断协调一致时,个体的自我控制才会最富成效。
在行为控制过程中,自我调节者和自我控制者倾向于使用不同的策略。
由于自我调节不仅能够帮助个体抵制诱惑而且同时强调满足个体的需要,因而成为Kuhl备加推崇的意志模式。
3自我控制的毕生发展无论从生理的还是社会结构角度来说,年龄是影响控制的一个最主要因素,因年龄而产生的约束力决定了个体在什么时候能够做什么。
3.1控制能力在婴儿期~青少年期的发展3.1.1婴儿期——发展控制能力的动机出现很小的婴儿就有获得初级控制的愿望。
初级控制有两个重要的动机来源:一是概括化的伴随性意识,是在婴儿与成人照顾者之间交互作用中产生的;另一个来源是婴儿想要获得积极自我评价的内在动力。
3.1.2儿童青少年期控制的发展Adam等对幼儿自控的稳定性进行了长达20年的追踪发现,3~4岁时所测得的自控水平与15~25年后所测得的自控水平之间存在极其显著的相关[9] 。
它表明个体自控的发展具有稳定性。
在追求一个行为目标时,学前儿童不但要争取制造行为-结果的联系,而且还受到预期的、积极的自我评价的驱使。
在这两种基本动机的驱动下,儿童青少年的初级控制发展呈现不断上升的态势。
在个体发展早期,情绪体验中的窘迫感或羞耻感并不与因由积极自我评价而产生的自豪感同时出现,而要晚于后者一年才产生。
窘迫感的延迟发展可以防止不成熟的个体做出消极的自我评价。
而介于3~4岁之间的儿童,他们会体验到失败的情绪并开始产生消极的自我评价。
此时期,儿童会利用次级控制摆脱窘迫,同时个体也发展出适当的次级控制策略以减低失败的代价。
3.2青春期——初级控制能力发展的短暂高原期Campas等人对青少年期的控制研究表明,次级控制策略的使用大约在青少年前期达到一个暂时的高原期[10]。
在本阶段,初级、次级控制能力都继续提高,控制策略的种类不断增加,而且个体间差异逐渐加大。
Flamner(1990)等人发现,14~16岁学生中,改变目标这一次级控制策略是除初级控制外第二个最常用的策略。
3.3控制能力在成年期和老年期发展3.3.1整个成年期初级控制保持稳定性到成人早期,个体的次级控制就已达到基本的储备量。
Peng和Lachman(1993)曾做了一次大型的调查研究,发现初级控制并不随年龄而改变,基本保持恒定,而次级控制水平却提高[11]。
3.3.2初级控制在成年期的优先性研究表明,当能够利用初级控制的时候,所有年龄段的成人都喜欢运用初级控制。
其它的一些研究表明,人们极不希望那些制约了初级控制能力的人或环境出现,而且这些会带来生理、心理上的不良后果[12]。
3.3.3次级控制策略应付衰老带来的损失:Krause及其同事发现丧失控制财物问题的能力会导致老年被试体验更多的挫折感[13]。
Herzog,House和Morgan的报告表明[14],那些对自己能否工作具有控制能力的老年人,认为自己的身体和心理健康水平比较好。
总体而言,老年人可能面临的丧失(如健康问题)是他们几乎控制不了的,即通过直接行为去取得改善的可能性是有限的。
因此,个体的应对行为就可能会侧重于调节情绪而不是对环境做出行为。
Folkman,Lazarus,Pimley和Novacek[15]发现老年人会在环境、社会问题、家庭及健康方面遇到一些问题,并且使用较为被动的、个人内部的、情绪中心式应对方式。
除非到了特别老的年龄外,成人期的初级控制水平是基本保持稳定的;而次级控制水平的发展则不断上升,并贯穿于整个成人期,甚至是高龄期。
实际上,个体发展的过程就是选择最优的适应方式(控制策略)的过程,而所谓的最优方式就是在初级控制与次级控制之间寻求平衡的过程。
4自我控制的影响因素4.1语言、注意与自控注意机制的成熟是自控发生与进一步发展的重要基础。
Kopp指出儿童自控的发生是以出生后第二年中的一些认知成就为基础的[16]。
4.1.1注意与自控Rothbart及其同事经过一系列的研究认为一岁末时开始出现的集中注意的能力是努力控制的基础[17]。
Kochanska Murry等人的研究发现9个月的婴儿集中注意的能力与12个月时的努力控制水平之间的相关达到了极其显著的水平,但与33个月时的自控之间的相关则不然。
Krakow Kopp Vaughn的研究也发现12~30个月间的注意水平可以对24个月的自控能力做出推断[18]。
Walter、Mischel的研究发现在3岁以后虽然注意不能对自控做出有效的预测,但是注意能力的高低仍能通过对自控策略发生重要影响,从而在很大程度上影响在具体项目上的自控水平。
Mischel认为,注意控制是个体的一种一般的自我调节能力[19] ,它有助于降低个体在各种高情绪情境中的唤醒状态以及个体对冲动行为的控制。
4.1.2语言与自控Vygotsky指出在儿童能把成人所提出的标准整合到他们自己的语言中并用它来指导自我的行动之前儿童就不会有真正的自控。
Luria Vygotsky等人提出了儿童以语言控制行为能力发展的三个阶段:1婴幼儿父母言语控制;2幼儿后期和小学低年级出声外部言语控制;3小学中高年级以后内部言语控制[20]。
4.2 父母抚养方式与自控虽然大多数研究者都认为自控有着生物学的基础,但它也可以被经验所改变,这其中最重要的经验就是早期的亲子关系。
高佛森(1990)认为自我控制不是天生的,主要是由于在儿童社会化的过程中,父母养育行为不当造成的[21]。
Hay(2001)的研究发现,低自我控制对青少年犯罪有显的正向预测作用,父母监控和父母管教对青少年犯罪有显著的负向预测作用,父母监控和父母管教对低自我控制有显著的负向预测作用[22]。
以韩进之为首的研究组考察了我国学前儿童、小学生、中学生和大学生自我意识的发展。
发现独生子女的独立性、坚持性、自制力较差,比较任性、自我中心较强,而这主要取决于教育,特别是父母的教育态度、方式和亲子关系[23] 。
Block et al、Kopp、Olson et al.的相似研究都表明适应性的、敏感的抚养方式与儿童较高的自控水平相关。
Kochanska Murry等人以父母的反应性为预测因素发现早期富于反应性的抚养方式和儿童后来较高的自控能力存在着积极相关,并且在22个月时父母的反应性与33个月时的自控水平之间的相关达到了显著水平[24]。
Power Chapieski对13个月左右幼儿的自控水平及其与母亲体罚的抚养方式之间的关系进行了研究。
发现使用体罚的母亲其孩子表现出了最低水平的服从,并且这样的孩子在21个月时所进行的Barkley测验中在非言语nonverbal项目上的得分也较低。
而这可能表明体罚这种抚养方式对于培养儿童的自控行为不仅无效并且还阻碍了儿童认知能力的发展[25]。
Kremen、Block[26]在一项长达20余年的追踪研究中对抚养方式与自控之间的关系进行了深入细致的研究,指出相同的抚养方式对于男孩和女孩有不同的影响。