控製理論是係統理論的一個分支,發(fā)展至今已經有100多年(nián)的曆史。隨著工業和科學技術的(de)飛(fēi)速發展,各個領域中對控製精度、係統穩定性及適應(yīng)能(néng)力的要(yào)求不斷提高。控製理論已經曆了“經典控(kòng)製理論”與“現代控製理論(lùn)”的發(fā)展階段(duàn),現已進入“大係(xì)統理(lǐ)論”和“智能控製理論”的發(fā)展階段。這種(zhǒng)階段性的發展(zhǎn)過程是由簡單到複雜、由量(liàng)變到質變的辯證發展過程。
第一個發展階段為經典控製理(lǐ)論。
20世(shì)紀60年(nián)代以前,基於傳(chuán)遞函數和頻域(yù)技術,主要用來處理單輸入一單輸出的定常線(xiàn)性係統問(wèn)題的控製理論,我們稱(chēng)之為經典控製理論(lùn)。
在19世紀,為解決汽機離心調(diào)速(sù)器的控製精度與係統穩(wěn)定性之間的矛盾,馬克斯(sī)維爾提出用基本係統的微分方程模型分析反饋係(xì)統的數學方法。同時,韋士乃格瑞斯克闡述了(le)調節器的數學理論。進人(rén)20世(shì)紀,電信工業的發展導致了尼奎斯特( H. Nyquist)頻率域分析技術和(hé)穩定判據的產生。1948年伊萬(wàn)斯( W.R.Ewans)提出了(le)一種易(yì)於工程應用的、求(qiú)解閉環特征方程根的(de)簡單圖解(jiě)法——根軌跡法。這樣便形成(chéng)了一套完整的、基於傳(chuán)遞函數、在頻域對簡單定(dìng)常線(xiàn)性係統進行分析控製的理論,即經典控製理論。
第二個發展(zhǎn)階段為現(xiàn)代控製理論。
現代控製理論通常是指20世紀60年代以後迅速發展起來的控製理論,主要用來解決多輸(shū)入一多輸出係統問題,係統可以是線性或非線性、定常或(huò)時變的。
20世紀60年代以後,空間技術的發展和計算機技術的發展促(cù)使控鑭理論由經典控製(zhì)理(lǐ)論向現(xiàn)代控製理論轉變。控製對象(xiàng)的結構越來越複雜,控製的參數越來越多,要求達到的(de)性能指標也越來越高,經控製理論顯得無能為力(lì)。因此,現代控製理論迅速發展(zhǎn)起來。現代(dài)控製理論係(xì)統的數學模(mó)型主要采用狀態方程,係統的動態性能主要決定(dìng)於狀態方程的解,係統的分(fèn)析(xī)與綜合主要采用狀(zhuàng)態(tài)空間分(fèn)析法,屬(shǔ)於時域分析(xī)的範疇。前蘇聯學者龐(páng)德亞金等提出的(de)極大值原理、美國學者貝爾曼提出的動態規化理論和卡爾(ěr)曼提出的(de)濾波理論成為現(xiàn)代(dài)控製理論發展曆程中的裏程碑。
第三個發展階段是指大係統理論和(hé)智能控製理論。
經典(diǎn)理論和(hé)現代控製理論(lùn)都是建(jiàn)立在被控對象精確模(mó)型的基礎上的控製理論。實際上,許多被控對象常常難於建立精(jīng)確的數學模(mó)型,即使能夠對(duì)一些複雜現(xiàn)象建立起數學模型,往(wǎng)往由於模型過於複雜而難以實現有(yǒu)效的控製。
智(zhì)能控製(zhì)係統(tǒng)是具有某(mǒu)些仿人智能的工程控製與信息處理係統,是人(rén)工智(zhì)能和自動控製(zhì)的交叉。直覺推理在控製中起到(dào)重要作用。主要包括分級遞階智(zhì)能(néng)控製、專家控製係(xì)統、模糊(hú)控製係統和基於神經網絡的控製係統等。
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