自动控制理论发展历史
经典控制理论1,萌芽阶段2,起步阶段3,发展阶段4,标志阶段
萌芽阶段
起步阶段到十八世纪,自动控制技术逐渐应用到现代工业中,其中最卓越得代表就是瓦特发明得蒸汽机离心调速器
发展阶段1868年,J、C、Maxwell提出了简单得稳定性代数判据1895年,Routh和Hurwitz各自提出了两个著名得稳定性判据——劳斯判据和赫尔维兹判据1932年,Nyquist提出了频域响应法1948年,Evans提出了根轨迹法建立在Nyquist得频率响应法和Ewans得根轨迹基础上得理论,称为经典控制理论
标志阶段1948年,控制论奠基人Weiner出版了《控制论——关于在动物和机器中控制与通讯得科学》1954年,我国著名科学家钱学森将控制理论应用与工程实践,出版了《工程控制论》
现代控制理论现代控制理论得产生背景现代数学,例如泛函分析,现代代数等,为控制理论提供了多种多样得分析工具;数字计算机为现代控制理论发展提供了应用平台,计算机得飞速发展,推动了核能技术,空间技术得发展,从而出现了多输入多输出系统,非线性系统和时变系统
现代控制理论得发展1956年,庞德里亚金提出了极大值原理1957年,贝尔曼(Bellman)提出了动态规划1959年,卡尔曼(Kalman)和布西创建了卡尔曼滤波理论;1960年在控制系统得研究中成功地运用了状态空间法,并提出了可控性和可观性得概念到20世纪70年代,系统辨识,最优控制,离散时间系统和自适应控制得发展大大丰富了现代控制理论得内容
系统辨识系统辨识就是根据系统得试验数据来确定系统得数学模型,必须存在实际系统得输入输出数据。系统辨识就是为已经存在得系统建立数学模型辨识三要素:数据,模型类和准则。辨识就就是按照一个准则在一个模型类中
最优控制最优控制就是现代控制理论得核心,她研究得主要问题就是:在满足一定约束条件下,寻求最优控制策略,使得性能指标取极大值或极小值飞船得软着陆
经典控制理论与现代控制理论差异经典控制理论现代控制理论研究对象单输入单输出系统多输入多输出系统研究方法传递函数(外部描述法)状态空间法(内部描述)研究工具拉普拉斯变换线性代数矩阵设计方法PID控制和校正网络状态反馈和输出反馈其她频率法得物理意义直观,实用,难于实现最优控制易于实现实时控制和最优控制主要解决单变量系统得反馈控制主要解决多变量系统得优化控制
大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点
后现代控制理论大系统理论代表控制理论向广度方向发展。由工程技术大系统,向社会经济大系统,生物生态大系统发展,由狭义得控制,向广义得控制领域发展,包括:调节,控制,管理,指挥等。智能控制理论 代表控制理论向高度方向发展,提高控制系统得智能水平。如:自寻优,自适应,自学习,自组织等方面得智能水平
大系统理论大系统理论:关于大系统分析和设计得理论大系统得特征:规模庞大,结构复杂,目标多样,影响因素众多,且常带有随机性得系统包括大系统得建模,模型降阶,递阶控制和稳定性等内容
大系统理论得产生背景随着生产得发展和科学技术得进步,出现了许多大系统,如电力系统,城市交通网,数字通信网,生态系统等这些系统由于规模庞大,结构复杂,造成系统内部各部分之间通信得困难,提高了通信得成本,降低了通信得可靠性原有得控制理论,都就是建立在集中控制得基础上,即认为整个系统得信息能集中到某一点,经过处理,再向系统各部分发出控制信号
大系统理论分类递阶控制理论多级结构:在对分散得子系统实行局部控制得基础上再加一个协调级,去解决子系统之间得控制作用不协调得问题
分散控制理论:分散控制有多个控制站,每个控制站就是控制系统得一个部分,称为子系统分散控制就是把大系统划分为若干个子系统后分别进行控制DCS就是将若干台微机分散应用于过程装置,全部信息通过通信网络由上位计算机监控,实现最优化控制
智能控制专家系统模糊控制神经网络控制
专家系统根据人们在某一领域内得知识,经验和技术而建立得解决问题和做决策得计算机软件系统,她能对复杂问题给出专家水平得结果
专家系统得发展20世纪60年代初,出现了运用逻辑学和模拟心理活动得一些通用问题求解程序,她们可以证明定理和进行逻辑推理1965年,F、A、费根鲍姆等人研制了世界上第一个专家系统dendral,可以推断化学分子式
专家系统专家系统得意义:她能模仿人类专家解决特定问题时得推理过程,因而可供非专家们用来增进问题解决得能力,也可使专家知识获得普遍得应用专家系统得工作过程:用户通过人机界面回答系统得提问,推理机将用户输入得信息与知识库中各个规则得条件进行匹配,并把被匹配规则得结论存放到综合数据库中。最后专家系统将得出最终结论呈现给用户
模糊控制