談控制理論與控制工程的發(fā)展與應(yīng)用

孫振保 許書娟

摘 要： 科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，為控制理論與控制工程技術(shù)的發(fā)展提供了新的機(jī)遇。隨著控制理論研究的不斷加強(qiáng)，控制工程技術(shù)在生產(chǎn)生活中所發(fā)揮的作用也日趨顯著。本文主要是就控制理論與控制工程的發(fā)展和應(yīng)用進(jìn)行了分析與探討。

關(guān)鍵詞： 控制理論；控制工程；發(fā)展；應(yīng)用

【中圖分類號(hào)】 TP13 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 A【文章編號(hào)】 2236-1879（2017）20-0213-01

引言

科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展為控制理論的研究和應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。而控制理論與控制工程研究工作的不斷深入，不僅豐富了控制理論和控制工程技術(shù)的內(nèi)容，同時(shí)與之相關(guān)的研究領(lǐng)域也不斷的拓展。隨著各個(gè)高校已經(jīng)將控制理論與控制工程課程作為高校專業(yè)課程，不僅為控制理論的研究奠定了良好的基礎(chǔ)，同時(shí)也促進(jìn)了控制工程技術(shù)應(yīng)用效率的穩(wěn)步提升。

1、控制理論與控制工程的產(chǎn)生控制理論

控制理論與控制工程技術(shù)在人類社會(huì)發(fā)展過程中發(fā)揮著極為重要的作用，其在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中的重要性不言而喻。就控制理論的應(yīng)用環(huán)境而言，由于現(xiàn)階段的信息與科學(xué)技術(shù)仍然處于不斷發(fā)展和變化的階段，因此，控制理論與控制工程所涉及到的內(nèi)容也隨著信息與科學(xué)家是的發(fā)展和變化而不斷的完善，在這一過程中以原有控制理論為基礎(chǔ)衍生而來(lái)的智能控制理論、基礎(chǔ)性技術(shù)理論等，在控制理論研究的過程中也發(fā)揮著極為重要的作用。

2、控制理論與控制工程的發(fā)展

第一階段：上世紀(jì)40-60年代，針對(duì)這一時(shí)期的開展理論與開展工程研究，主要以古典控制理論為主，就控制理論與控制工程的研究而言，讀點(diǎn)控制理論時(shí)期所研究的內(nèi)容主要涉及到單輸入以及單輸出等幾方面的內(nèi)容。在解決這幾方面的問題時(shí)，主要采用傳遞函數(shù)、根軌跡、頻率特性等方法。由于在這一極端大多數(shù)針對(duì)控制理論與控制工程的研究都采取的是線性定常系統(tǒng)，因此這一階段的研究一般所使用的相平面法變量都不會(huì)超過兩個(gè)。也就是說，這一階段的研究最終的目的是為了解決輸入與輸出等方面存在的問題。第二階段：上世紀(jì)60-70年代。就這一階段的發(fā)展情況而言，由于空間技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，所以促進(jìn)了控制理論發(fā)展效果的全面提升。隨著數(shù)學(xué)計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，這一階段所出現(xiàn)的開展問題復(fù)雜性也相對(duì)較高，而這也為控制理論活力與價(jià)值的提升奠定了良好的基礎(chǔ)。這一階段的控制理論在秉承信息與控制觀點(diǎn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)入了大系統(tǒng)理論的發(fā)展階段，隨著研究的不斷深入，智能工程控制與信息處理系統(tǒng)的發(fā)展也逐漸興起。第三階段：上世紀(jì)70年代至今，主要以大系統(tǒng)理論的與智能控制發(fā)展為主。首先，就大體系理論而言，其主要是在拓展控制理論自身的基礎(chǔ)上，通過控制與信息兩方面觀點(diǎn)的研究，進(jìn)行大系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及設(shè)計(jì)方案的分析；其次，就智能控制而言，主要是以控制理論的深層次挖掘和研究為主，實(shí)現(xiàn)傳遞人類智能活動(dòng)的目的，在這一階段中出現(xiàn)的最優(yōu)代表性的智能控制就是目前常見的智能機(jī)器人發(fā)明，而這不僅將控制理論的研究提升到了新的層面，同時(shí)也在控制理論研究的過程中，將人類從繁重的體力勞動(dòng)和腦力勞動(dòng)中徹底的解放出來(lái)。另外，隨著控制理論研究的深入進(jìn)行，人類已經(jīng)由以往的機(jī)械化時(shí)代逐步進(jìn)入了電氣化時(shí)代，并且朝著自動(dòng)化、信息化、智能化時(shí)代迅速的前進(jìn)。

3、控制理論與控制工程的應(yīng)用

3.1理論層面。

進(jìn)入二十一世紀(jì)后，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也進(jìn)入了新的歷史階段，在這一背景下3C技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用也得到了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。將計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)三者緊密的結(jié)合在一起，使其產(chǎn)生相互協(xié)同的作用，就是我們所說的3C技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，控制理論不僅逐漸發(fā)展為基礎(chǔ)性的學(xué)科，同時(shí)控制理論與控制工程中所蘊(yùn)含的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)穩(wěn)定、系統(tǒng)智能、系統(tǒng)反饋等理念，在在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域都發(fā)揮著極為重要的作用。因此，如果站在社會(huì)發(fā)展的角度而言，控制理論已經(jīng)不再是一門單純的學(xué)科，而是一種哲學(xué)、世界觀和方法論。如果站在理論層面分析的話，那么控制理論與控制工程在實(shí)際應(yīng)用過程中必須嚴(yán)格遵循的概念主要有以下幾方面：（1）系統(tǒng)概念。隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的迅速臨近，社會(huì)各界對(duì)于系統(tǒng)問題的關(guān)注度也隨之不斷的提高，特別是針對(duì)社會(huì)發(fā)展過程中存在的復(fù)雜性相對(duì)較高的系統(tǒng)問題的解決，已經(jīng)成為了控制理論發(fā)展和進(jìn)一步完善的必然趨勢(shì)。所以，在加強(qiáng)控制理論與控制工程研究力度的同時(shí)，必須在充分重視控制理論與控制工程結(jié)構(gòu)性與性質(zhì)方面研究的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)整體運(yùn)行的研究，才能充分發(fā)揮出控制理論與控制工程研究在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的積極作用。（2）反饋概念。反饋概念作為控制理論的核心，其也是控制理論與控制工程與其他領(lǐng)域最大的區(qū)別之一。反饋概念的存在不僅使原本的控制系統(tǒng)具有了人類智能化的特點(diǎn)，同時(shí)也促進(jìn)了工作效率與質(zhì)量的全面提升。

3.2實(shí)踐層面。

首先，最優(yōu)控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。最優(yōu)控制目標(biāo)是控制理論與控制工程應(yīng)用的核心，其主要注重的是在滿足一定約束條件的基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際的發(fā)展需要，選擇最佳的控制測(cè)量。就以往的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)而言，這種應(yīng)用方式不僅實(shí)現(xiàn)了相關(guān)性能指標(biāo)極大化或者極小化的目標(biāo)，同時(shí)也在充分滿足控制系統(tǒng)基本條件與控制方法選擇的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化控制效果的目標(biāo)；其次，科學(xué)合理的進(jìn)行PDI控制器和Kalman濾波器的研究。

4、結(jié)束語(yǔ)

總而言之，經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，不僅為控制理論與控制工程的研究合格發(fā)展提供了良好的空間，同時(shí)隨著控制理論與控制工程應(yīng)用的不斷完善，其已經(jīng)成為了社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新興領(lǐng)域。因此，在未來(lái)社會(huì)發(fā)展的過程中，必根據(jù)控制理論與控制工程的特點(diǎn)，采取新的發(fā)展思路，加強(qiáng)控制理論與控制工程應(yīng)用研究的力度，才能充分發(fā)揮出其在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中的積極作用，為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)奠定良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 王海龍. 談控制理論與控制工程的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2013，No.25604：66.

[2] 牟銘，李懋蕊. 控制理論與控制工程的發(fā)展與應(yīng)用探討[J]. 山東工業(yè)技術(shù)，2015，No.19210：215.

[3] 杜文鋒. 試論控制理論和控制工程的應(yīng)用及發(fā)展前景[J]. 電腦知識(shí)與技術(shù)，2015，v.1132：165-166.