控制論的發(fā)展展望

張輝 劉鵬

大多數(shù)相關(guān)學(xué)科的研究者認(rèn)為，控制論是自動(dòng)化技術(shù)理論的范疇，此觀點(diǎn)有失偏頗，但是經(jīng)過工程實(shí)踐的驗(yàn)證，將控制論理論與相應(yīng)的自動(dòng)化控制技術(shù)在工程實(shí)際中的應(yīng)用相結(jié)合也是一種有效的分析方式。其實(shí)不然，在控制論付諸實(shí)踐的過程中，其與自動(dòng)化控制技術(shù)是一體的，只是兩種側(cè)重的方面不同，控制論側(cè)重理論，而自動(dòng)化技術(shù)更加側(cè)重于對應(yīng)的工程實(shí)踐過程。控制論需要數(shù)學(xué)知識體系的驗(yàn)證，因?yàn)椋瑥睦碚摲治龅慕嵌瓤矗刂普撌腔跀?shù)學(xué)理論發(fā)展起來的。本文結(jié)合控制論的學(xué)科特點(diǎn)及其發(fā)展現(xiàn)狀，對控制論的未來發(fā)展進(jìn)行展望。

1 控制論學(xué)科特點(diǎn)分析

眾多研究學(xué)者認(rèn)為，控制論是具有獨(dú)特學(xué)科特色、內(nèi)容豐富、應(yīng)用范圍廣泛的理論與實(shí)踐結(jié)合應(yīng)用的學(xué)科，結(jié)合此觀點(diǎn)，在應(yīng)用過程中，認(rèn)為，控制論是應(yīng)用數(shù)學(xué)的一部分；控制論與其他學(xué)科之間具有緊密的結(jié)合性。具體體現(xiàn)在：

1.1控制論是應(yīng)用數(shù)學(xué)的分支

2005年，外國研究學(xué)者Kalman曾提出，控制論的應(yīng)用范圍廣泛，結(jié)合已有的100年的發(fā)展歷史看，控制論的發(fā)展及規(guī)劃的關(guān)鍵是基于其內(nèi)在的數(shù)學(xué)理論發(fā)展，是對于純數(shù)學(xué)理論問題解決的一種方式。基于這一點(diǎn)，在此觀點(diǎn)后期控制論發(fā)展過程中，已經(jīng)對此有了深刻的解釋，也讓青年學(xué)者認(rèn)識到控制論的發(fā)展離不開數(shù)學(xué)理論知識的有效結(jié)合。

1.2控制論不是一個(gè)獨(dú)立的學(xué)科

控制論在付諸實(shí)踐在應(yīng)用的過程中，只有在與相關(guān)的工程類型相互結(jié)合的前提下才能夠生效，在國外，由于數(shù)學(xué)理論與其他學(xué)科的發(fā)展聯(lián)系緊密，且在發(fā)展過程中想要結(jié)合各學(xué)科組建有效的控制理論系，但是沒有成功。在我國，中國的大多數(shù)的工科專業(yè)都涉及到工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展理論體系，但是在控制領(lǐng)域發(fā)展的過程中，其理論分析及相應(yīng)的發(fā)展規(guī)律說明控制論的發(fā)展需要有效的結(jié)合現(xiàn)有的文獻(xiàn)理論執(zhí)行。

2 控制論發(fā)展現(xiàn)狀分析

基于20世紀(jì)控制論的發(fā)展速度，越來越多的控制理論體系的發(fā)展與規(guī)劃生效，也使得相應(yīng)的控制論體系更加完備。當(dāng)前從控制論的發(fā)展方向及其主要的應(yīng)用內(nèi)容進(jìn)行分析，控制論的發(fā)展主要與其應(yīng)用內(nèi)容相關(guān)。例如以下前沿的控制論理論發(fā)展觀點(diǎn)及思路。

2.1 復(fù)雜控制系統(tǒng)

復(fù)雜控制系統(tǒng)是經(jīng)典控制理論與實(shí)踐理論相互結(jié)合與應(yīng)用的過程，由于其整體性思路的發(fā)展使得整個(gè)的控制論發(fā)展體系與相應(yīng)的理論體系具有普適性，所以對于自主體的模型創(chuàng)建及相應(yīng)的理論結(jié)果進(jìn)行分析，構(gòu)建了對應(yīng)的生物系統(tǒng)、量子控制系統(tǒng)及其他系統(tǒng)。

2.2網(wǎng)絡(luò)控制分析

網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代已然到來，為了有效的分析控制論在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的發(fā)展及變化，分析網(wǎng)絡(luò)化給社會(huì)和人們生活過程中的相應(yīng)生活理念的發(fā)展方向，嚴(yán)格意義上說，網(wǎng)絡(luò)控制基于控制論可以分為兩個(gè)方面，分別是網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)控制。對于其應(yīng)用，目前涉及到的基本有電力系統(tǒng)、智能電網(wǎng)的組建、交通網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃等。在這兩方面的人造系統(tǒng)組合的過程中，通過對相關(guān)信號系統(tǒng)及控制信息的相互傳遞，以實(shí)現(xiàn)基于控制論的相關(guān)數(shù)據(jù)信息的分析與整合，利用交通規(guī)劃技術(shù)及交通流理論等，設(shè)計(jì)基于信息的反饋控制，達(dá)到協(xié)調(diào)優(yōu)化的目的，是目前的研究重點(diǎn)。

2.3運(yùn)動(dòng)控制

在以牛頓第二定律為主要的反應(yīng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的定律實(shí)現(xiàn)的過程中，由于設(shè)立的經(jīng)典的模型，所以其相關(guān)的結(jié)構(gòu)形式及主要的內(nèi)容都需要經(jīng)過控制系統(tǒng)的模型進(jìn)行建立，隨著控制技術(shù)的不斷的創(chuàng)新應(yīng)用，例如衛(wèi)星、飛行器、導(dǎo)彈、無人機(jī)等設(shè)備在實(shí)際的教學(xué)的過程中的應(yīng)用，使得整體性的信息技術(shù)的發(fā)展模式及相應(yīng)的發(fā)展規(guī)律具有一定的分析性。

2.4過程控制

過程控制需要結(jié)合相應(yīng)的調(diào)度規(guī)劃與分析，在工業(yè)工程優(yōu)化與控制的過程中，應(yīng)充分的結(jié)合控制理論分析，將工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用內(nèi)容及過程應(yīng)用的優(yōu)化進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)基于高依賴度的工業(yè)過程的優(yōu)化與調(diào)度，進(jìn)而從計(jì)算與應(yīng)用的角度分析多種智能化計(jì)算方法，進(jìn)而結(jié)合相應(yīng)的計(jì)算模式及計(jì)算應(yīng)用內(nèi)容，將相應(yīng)的控制理論應(yīng)用的實(shí)踐過程與合理的控制體系進(jìn)行分析，將整個(gè)過程的優(yōu)化與調(diào)度與離散事件的系統(tǒng)應(yīng)用內(nèi)容進(jìn)行分析，將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行隨機(jī)分析，逐步實(shí)現(xiàn)高資源利用率的相關(guān)生產(chǎn)水平的高效化應(yīng)用。結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的動(dòng)力基礎(chǔ)，將隨機(jī)應(yīng)用的過程與建模過程進(jìn)行合理化分析，實(shí)現(xiàn)基于規(guī)劃狀態(tài)為主的相應(yīng)研究算法的分析。

3 控制論發(fā)展展望

對于控制論的發(fā)展是基于現(xiàn)狀提出的，控制論的發(fā)展過程需要得到數(shù)學(xué)知識體系的有效應(yīng)用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整體性的信息數(shù)據(jù)處理能力的不斷提升，從實(shí)踐的角度考慮，控制理論的發(fā)展方向基于以下幾點(diǎn)：

首先，控制論的泛化，主要是為了適應(yīng)高科技發(fā)展理論，結(jié)合現(xiàn)有的控制論理論思想，將控制論發(fā)展的邊界內(nèi)容進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)信息傳輸為主導(dǎo)的相應(yīng)自動(dòng)化控制理論技術(shù)的有效實(shí)施。其次，在智能化增強(qiáng)方面要結(jié)合動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)容，利用經(jīng)驗(yàn)內(nèi)容對整個(gè)控制論體系進(jìn)行分析，從而以建模的狀態(tài)實(shí)現(xiàn)基于控制理論智能化技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容的有效分析。

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，現(xiàn)代化自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用范圍及相應(yīng)的需求性也逐步增強(qiáng)，因此在寬闊的經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場以自動(dòng)控制理論為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)基于國際前沿發(fā)展理論的相關(guān)控制理論的研究，對于我國的自動(dòng)控制技術(shù)的有效應(yīng)用具有重要作用。

（作者單位：1.遼寧中醫(yī)藥大學(xué)杏林學(xué)院；2.遼寧省腫瘤醫(yī)院）