现代控制工程-第1章绪论

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1、第1章绪论教材：王万良，现代控制工程，高等教育出版社，2011第1章绪论：现代控制工程的发展1769年瓦特（J.Watt）发明蒸汽机，提供动力；1788年发明离心调速器，解决调速问题，加速了第一次工业革命的步伐。随之而来的问题：调速器的不稳定问题。瓦特2第1章绪论：现代控制工程的发展1868年英国的麦克斯韦尔(J.C.Maxwell)发表“论调速器”论文，被公认为自动控制理论的开端。20世纪50年代以前的控制理论一般称为经典控制理论，主要包括以微分方程、拉普拉斯变换为主要数学工具的时域法、频率法、根轨迹法等。麦克斯韦尔（J.C.Maxwell）3第1章

2、绪论：现代控制工程的发展在二十世纪五十年代末开始，随着计算机的飞速发展，推动了核能技术、空间技术的发展，从而出现了复杂多输入多输出系统、非线性系统和时变系统需要解决，这就需要寻找新的控制理论和方法。科学技术的发展不仅需要迅速地发展控制理论，而且也给现代控制理论的发展提供了两个重要的条件—现代数学和数字计算机。现代数学，例如泛函分析、现代代数等，为现代控制理论提供了多种多样的分析工具；而数字计算机为现代控制理论发展提供了应用的平台。4第1章绪论：现代控制工程的发展1956年，苏联庞特里亚提出了极大值原理，解决了发射人造卫星的火箭控制问题，揭开了最优控制理

3、论的序幕。同年，美国贝尔曼提出了动态规划方法，便于用数字计算机实现最优控制。贝尔曼庞特里亚金51958年，美国惠特克等研制出第一个模型参考适应控制系统。卡尔曼提出递推估计的自动优化控制原理，解决了随机噪声干扰下的系统状态的估计问题，奠定了自校正控制器的基础。1959年，罗马尼亚波波夫提出超稳定性理论。第1章绪论：现代控制工程的发展61960年，卡尔曼引入状态空间法分析系统，提出能控性、能观测性、最佳调节器和卡尔曼滤波等重要概念，奠定了现代控制理论的基础。1963年，中外学者提出极点配置基本定理。第1章绪论：现代控制工程的发展卡尔曼71970年，英国UM

4、IST的罗森布罗克(H.H.Rosenbrock)提出多变量频域法，将经典控制理论中的频域方法推广到多变量系统，架起了现代控制理论与经典控制理论的桥梁。控制理论是基于数学模型分析与设计系统，所以，如何得到系统的数学模型成为控制理论应用的瓶颈问题。1967年，瑞典阿斯特勒姆（K.J.Astrom）提出最小二乘系统辨识方法，解决了线性定常系统的参数估计和定阶问题。第1章绪论：现代控制工程的发展820世纪80年代以来，计算机的快速更新换代极大地推动了控制理论的发展。世界各国工业向着大型、连续、综合化发展，其构成的控制系统也变得越来越复杂。实际控制系统的复杂性

5、可归纳为：（1）对象复杂。（2）环境复杂。（3）任务复杂。第1章绪论：现代控制工程的发展9第1章绪论：现代控制工程的发展10系统的不确定性（对象和环境）是最困难的问题，也是对传统控制方法的最大挑战，导致了智能控制策略的产生。自动控制与人工智能的结合产生了智能控制。提出的模糊逻辑控制、神经网络和专家控制三种典型的智能控制为大多数人接受。分级递阶智能控制、仿人智能控制、学习控制以及遗传算法也有研究和应用。复合控制模式是控制策略的发展方向。第1章绪论：现代控制工程的发展11智能控制是一门新兴的理论和技术，具有非常广泛的应用，例如智能机器人、智能过程控制、智能

6、调度与规划、专家控制、智能故障诊断、智能仪器、医院监控、语音控制、飞行器控制及自动制造系统控制等。第1章绪论：现代控制工程的发展洗衣机智能控制电冰箱智能控制12复合控制模式是控制策略的发展方向。第1章绪论：现代控制工程的发展13THEEND14