淺談控制理論與控制工程的發展與應用

胡迪

摘要：我國科學技術的水平的不斷提升以及計算機技術的不斷發展，為控制理論與控制工程的發展與應用起到了積極的推動作用。隨著控制理論在基礎理論層面的不斷完善化發展，使得控制理論與控制工程的應用本身所具備的科學性和準確性也得到了不斷提升，在我國社會發展的各個領域推廣和應用控制理論與控制工程的迫切性也變得日益突出起來。而且，控制理論與控制工程的實踐應用也可以反過來對二者的發展起到積極的促進作用，使控制理論與控制工程的發展更加全面化和系統化。因此，本文圍繞控制理論與控制工程的發展與應用展開了積極研究，希望控制理論與控制工程在現階段的發展基礎上可以取得更大的突破。

關鍵詞：控制理論；控制工程；發展與應用

在20世紀誕生的三項重要科技革命中，控制理論就占據了其中一項，由此可見控制理論的誕生和發展在人類進步以及我國各項事業的發展過程中所占據的帶重要的地位。當前，在我國科技與計算機技術大發展這樣一個背景下，使得控制理論得到了更深層次的完善和發展，這對于控制工程的應用和普及起到了積極的指導作用。而且，我國對于控制理論與控制工程的應用與發展也給予了足夠的重視，并將其引入到了我國學科教育當中，并通過學科研究的實踐活動積極推動控制理論與控制工程的發展。

1 控制理論與控制工程的發展

1.1 發展第一階段

1940年到1960年期間的這個時間段是控制理論與控制工程發展的第一階段。在這時期，古典控制理論十分受到追捧。在對整個系統層面的探究過程中，傳遞函數和頻率特性的頻域分析方法發揮了很大的作用。其中，在眾多研究系統中，線性定長系統占據要主要地位，而向平面法在分析非線性系統過程中是經常被使用的一種方法。在古典控制理論的指導下，使得單輸入和單輸出問題得到了很好的解決。

1.2 發展第二階段

1960年到1980年期間的這個時間段是控制理論與控制工程發展的第二階段。在這時期，控制工程的性能得到很好的優化，而且，在數字計算機的幫助之下，各種分析設計工作變得更加高效化，因而極大的完善了多輸入、多輸出以及非線性的復雜系統，除此之外，還可以對控制模式進行一定的優化選擇。

1.3 發展第三階段

1980年發展至今是控制理論與控制工程發展的第三階段。在這時期，控制理論和控制工程在系統結構方案和整體設計上都日益趨向于成熟化的發展，控制理論實現了智能控制理論的深層次的發展，使得控制信息的傳遞變得更加高效便捷化，促進了人類智能化實踐活動的實現。

2 控制理論與控制工程的應用

控制理論與控制工程在我國社會中應用十分廣泛，其中，通信業、IT行業、甚至是深刻影響人們生活方方面面的計算機技術等事物也離不開控制理論與控制工程的應用的基礎性支撐作用。下面我們對其應用主要從三個方面展開了論述。

2.1 系統概念和反饋概念的應用

系統概念和反饋概念是控制理論與控制工程應用的關鍵及核心內容。其中，系統概念性問題是當今社會各項事業發展十分關注的一個問題，因為，隨著社會的不斷深入發展，社會各行各業的關系系統也變得更加復雜化，而相關應用性課題的研究更是不斷向著復雜化的方向發展，這時控制理論與控制工程中的系統概念的應用則為結構和性質以及運行方面的分析提供了一個有效的途徑。而反饋概念則使得控制理論應用可以其他理論的應用進行有效的區別，通過及時有效的反饋信息，使得控制系統獲取較多的人工智能的特征，進而可以有效控制一些不確定因素帶給控制系統的不良影響。

2.2 最優控制理論的應用

隨著控制理論以及控制工程的現代化的應用和發展，最優控制理論的核心作用愈發地凸顯出來。首先在相應約束條件的允許范圍內，尋找最優控制策略，進而使得某項性能指標的可以取得一定的極值，當然，這個極值可能是最小值也可能是最大值，進而實現控制系統性能指標的效果的最優化目標。這就要求相關人員需要對眾多的控制選擇方案進行有效甄選，進而選擇出效果最優的那一個方案，以便實現系統運行狀態由初始狀態向指定目標狀態的轉變，進而對性能指標發揮的效果進行最大程度的提升。

2.3 在現實生活中的應用

在現實生活中各種溫度的控制與調節還有各種標準刻度的檢測控制等，基本上都是控制理論和控制工程得以實踐應用的具體表現，我們舉個典型的例子來說，電加熱器中的溫度控制或者是水槽內的水位控制，這二者在控制工程中都是較為典型的應用。其實，其實這兩種之所以可借助自動化的控制實現預期測控目標的實現，這與其自動化的溫度或者高度測量儀有著極為密切的關系，而這整個自動化系統的應用實質上是對控制系統中閉環系統的應用，除了這個閉環系統之外，根據結構形式的不同，控制系統中還包括開環控制系統和復合控制系統。而且，控制系統中的包含的這三個系統根據實際情況的不同，在實際生活中應用十分廣泛。

3 結語

控制理論與控制工程的發展與應用離不開強大的理論支持，而我國科技與計算機術急速提升的發展環境，顯然對于控制工程相關理論的完善和提升起到了積極的促進作用，進而有效提升了控制理論與控制工程的應用和普及率，不僅如此，控制理論與控制工程服務的范圍也得到了有效拓展，其應用發展領域不再局限于傳統的工農業等產業上，而是逐漸延伸到生物、通訊以及管理等新的產業領域中。在控制理論與控制工程的不斷實踐發展之下，將會對我國各項事業的發展帶來積極的推動作用，同時，這些實踐應用積累，也可以反過來推動控制理論與控制工程的深入發展。

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