控制理论的发展

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控制理论的发展

自动控制理论的发展己经经历了几个阶段:第一阶段是经典控制理论，用来解决单输入单输出系统的分析和综合问题。第二阶段是现代控制理论，用来解决多输入多输出系统的分析和综合问题。第三阶段是大系统理论和智能控制理论等一些新的理论，用来解决多层次分散结构的复杂系统的分析和综合问题。经典控制理论有很大的局限性，它不仅只限于单输入单输出系统，而且也限于线性定常系统，但实际上常会遇到有相互关联的多变量系统和非线性的时变系统。到了50年代后期，现代控制理论逐渐形成，它以状态空间方程为基础，分析和解决多变量问题。同时随着电子计算机技术在科学计算方面的迅速发展，极大的推动着控制理论的发展，它使得现代控制理论也得到了极大的应用。随着人们对更复杂更大系统的研究和和探索，控制理论进入了更高阶段，出现了大系统理论和智能控制理论等高级控制理论。

采取控制理论中最优控制和模糊控制。最优控制不仅对系统的不确定性因素具有较强的稳定鲁棒性和抗干扰性，而且易于仿真实现。模糊控制是以模糊集合论，模糊语言变量及模糊逻辑推理为基础的一种计算机数字非线性控制。它在一定程度上模仿了人的控制，不需要准确的控制对象数学模型，是一种智能控制方法，尤其适用于那些人们无法建立精确数学模型的物理对象或过程。美国提出了模糊集合的概念，由此开创了模糊数学及其应用的新纪元。模糊控制是模糊集合理沦应用的一个重要方面。首先将模糊集合理论应用于加热器的控制，随后产生了应用的例子。其中比较典型的有:热交换过程的控制，飞船飞行控制，机器人控制，模型小车的停靠和转弯控制，电梯控制，并且生产出了专用的模糊芯片和模糊计算机。进入90年代以来，由于国际上一些著名学者参与研究模糊控制理论，以及模糊控制在工程应用中取得的大量的成功(尤其是对那些大量的无法用经典与现代控制理论建立精确数学模型的复杂系统)，作为智能控制的一个重要分支确定下来。在日本，从80年代开始就有一支强大的研究队伍，90年代己开始向多元化发展。神经元模糊学习算法和自组织模糊控制有了新的成果，前期提出的有关模糊建模，参数辨识等己应用于工程实际。在模糊控制的应用方面，日本走在了前列。日本在国内建立了专门的模糊控制研究所，日本仙台的一条地铁的控制系统采用了模糊控制的方法取得了很好的效果。日本还率先将模糊控应用到日用家电产品的控制，如照相机、吸尘器、洗衣机等，模糊控制的应用在日本己经相当普及。另外，模糊控制器的稳定性分析模糊预测控制模糊多变量控制系统等方向都有了新的发展。同时还提出了遗传算法和模糊算法相结合的新的研究方向。

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