分析控制理论与控制工程的发展与应用

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控制理论与控制工程的发展及其应用研究

控制理论与控制工程的发展及其应用研究

控制理论与控制工程的发展及其应用研究发布时间:2021-12-30T10:38:30.882Z 来源:《福光技术》2021年21期作者:杨纪刚[导读] 伴随着科学技术与计算机技术的不断发展,控制工程相关理论和基础也持续完善。

深圳锦沃科技有限公司摘要:伴随着科学技术与计算机技术的不断发展,控制工程相关理论和基础也持续完善。

目前,控制理论与控制工程应该非常广泛的运用在了人们日常生活和生产的诸多领域,并且随着应用的逐渐深化,控制理论与控制工程也正在向着系统化和全面化方向发展。

文章首先简要阐释了控制理论与控制工程的形成与来源,然后对控制理论与控制工程的发展历史与现状进行了探讨,最后就当前控制理论与控制工程的应用展开了探究,以供参考。

关键词:控制理论;控制工程;发展;应用控制理论与控制工程在现代社会中的应用非常广泛,并且其重要性越来越凸显,研究控制理论与控制工程的行业人员也不断增加,这极大的推动了该行业的发展。

我国很多高校都设置了控制理论与控制工程相关专业和课程,极大的弥补了行业人才需求缺口。

1 控制理论和控制工程的形成与来源在人力的历史发展过程中,从英国学者提出控制理论时开始,控制理论与控制工程就被人们所应有并在很多行业起着非常关键的作用。

在现代,伴随着计算机技术与通信技术的发展,对控制理论与控制工程的发展起到的非常大的推动和促进作用,使控制理论与控制工程的完备性与系统性随着提升。

近些年,智能化技术与控制理论的结合,衍生出的智能化控制基础理论,对于推动现代社会的智能化进程具有重要价值。

2 控制理论和控制工程的发展分析十八世纪英国技术革命过程中,控制理论被提出并在使用过程中不断完善。

英国科学家瓦特把控制原理运用到蒸汽机控制调机器中,从而使蒸汽动力机械运转体系逐渐完善,并在基础上成功制造出了蒸汽机,基于此,控制理论也逐渐成型。

之后,伴随着控制理论在实践中的不断得到进一步的完善,控制理论在工程领域中的应用也进一步拓展,通信技术、信息传输技术与控制理论有效融合并在此基础上推动了控制理论与控制工程的纵向发展。

控制科学与工程学科发展报告,发展现状及趋势

控制科学与工程学科发展报告,发展现状及趋势

控制科学与工程学科发展现状及趋势一、国内外现状概述:经典控制理论的研究对象一般为单输入、单输出的自动控制系统,特别是线性定常系统。

经典控制理论的特点是以输入输出特性(主要是传递函数)为系统的数学模型,采用频率响应法和根轨迹法这些图解分析方法,分析系统性能和设计控制装置。

经典控制理论的数学基础是拉普拉斯变换,占主导地位的分析和综合方法是频域方法。

经典控制理论主要研究系统运动的稳定性、时域和频域中系统的运动特性、控制系统的设计原理和校正方法。

其局限性主要表现在一般仅适用于单变量和定常系统。

现代控制理论以线性代数和微分方程为主要的数学工具,以状态空间法为基础,分析与设计控制系统。

状态空间法本质上是一种时域的方法,它不仅描述了系统的外部特性,而且描述和揭示了系统内部状态和性能。

较之经典控制理论,现代控制理论的研究对象要广泛得多,原则上将,它既可以是单变量、线性、定常、连续的,也可以是多变量、非线性、时变、离散的。

智能控制可以概括为自动控制和运筹学、计算智能、人工智能等学科的结合,其结构是:识别、推理、决策、执行。

在低层次的控制中用常规控制器,而在高层次的控制中则应用具有在线学习、修正、组织、决策和规划能力的控制器,模拟人的某些智能和经验来引导求解过程。

智能控制理论是以专家系统、模糊控制、神经网络等智能计算方法为基础的智能控制。

智能控制的发展还不完善,甚至可以说才刚刚开始,但是可以预见智能控制的发展与完善将引起控制科学与工程学科的全面革命。

集散控制系统(DCS)就是在生产过程自动化的巨大需求的背景下发展起来的一种自动化技术。

它把控制技术、计算机技术、图像显示技术以及通信技术结合起来,实现对生产过程的监视、控制和管理。

它既打破了常规控制仪表功能的局限,又较好地解决了早期计算机系统对于信息、管理和控制作用过于集中带来的危险。

当前DCS发展的一个新趋势是基于无线工业网络的集散控制系统,采用DCS不是简单地取代传统的控制设备,而是一种高新技术的发展。

控制科学与工程学科十年发展规律

控制科学与工程学科十年发展规律

控制科学与工程学科十年发展规律控制科学与工程学科是一门综合性学科,它涉及到控制理论、控制工程、人工智能等多个领域。

随着科技的不断进步和社会的不断发展,控制科学与工程学科也在不断演变和壮大。

在过去的十年里,控制科学与工程学科取得了许多重要的进展和突破,为人类社会的发展做出了巨大的贡献。

在控制科学与工程学科的发展过程中,人工智能技术的应用越来越广泛。

人工智能技术通过模拟人类的思维和决策过程,使得机器能够自主地进行学习和判断。

在工业生产中,人工智能技术可以通过自动化控制系统,实现对生产过程的智能化管理和控制。

例如,智能机器人可以代替人类完成一些危险、重复和繁琐的工作,大大提高了生产效率和质量。

在控制科学与工程学科的发展过程中,控制理论的研究也取得了重要进展。

控制理论是控制科学与工程学科的核心,它研究如何通过控制手段,使得系统在给定的目标下达到最优的性能。

在过去的十年里,控制理论的研究取得了很多重要的突破,例如,模糊控制、自适应控制、鲁棒控制等理论的提出和应用,使得控制系统的稳定性、鲁棒性和性能得到了显著提高。

在控制科学与工程学科的发展过程中,传感器技术和通信技术也得到了广泛应用。

传感器技术可以实时采集系统的状态信息,为控制系统提供准确的反馈信号。

通信技术可以实现传感器与控制器之间的数据传输,实现实时控制和监测。

例如,在智能交通系统中,通过传感器和通信技术,可以实时监测道路交通情况,并根据实际情况调整信号灯的控制策略,提高交通效率和安全性。

控制科学与工程学科的发展还受到了人类社会对于环境保护和可持续发展的迫切需求的影响。

随着全球气候变化的加剧和能源资源的日益紧张,人们对于节能减排和可再生能源的需求越来越迫切。

控制科学与工程学科通过研究和应用先进的控制技术,可以实现对能源系统和环境系统的智能化管理和优化控制。

例如,通过控制系统对建筑的能耗进行监测和控制,可以实现对能源的高效利用,减少能源的浪费。

总的来说,控制科学与工程学科在过去的十年里取得了许多重要的进展和突破。

试析控制理论与控制工程的发展与应用

试析控制理论与控制工程的发展与应用

试析控制理论与控制工程的发展与应用作者:罗志宏来源:《科学与财富》2018年第36期摘要:随着现阶段网络信息技术不断地发展,控制理论的一些基础知识得以持续完善,同时控制工程此一科学已经被应用到各个领域当中,给很多企业的向前迈步打下了良好的基础。

本文首先简单地阐述了控制理论与控制工程的发展,然后又对控制理论与控制工程的具体应用展开了分析,以期可以给有关学科的研究还有分析给予相应地参考。

关键词:控制理论;控制工程;应用一、控制理论与控制工程的发展分析因为网络信息技术的持续向前迈进,因此也带动了将控制理论及控制工程作前提的控制技术飞快向前发展,尤其是在信息技术的迅猛进步下,控制理论与控制工程就展示出十分迅猛的发展态势,具体来说,控制理论和控制工程的发展主要经历了三个阶段:(一)发展第一阶段控制理论和控制工程的发展经历了一个很长的过程,其第一阶段在一九四零年到一九六零年之间,在此一阶段,最开始的控制理论受到了广泛的关注,关键是对于单输入和单输出问题得到了有效处理,其一般情形下运用传输函数还有频率特征的频域剖解路径能够有效完成系统情况的研究,并且线性的定长系统也可以说就是其中最关键的分析系统,那么在对于非线性系统展开研究还有探索的时候,一般会采用相平面这一措施,这在当时也是一个非常有效地措施,这一控制理论可以让生产里面的各种单输入还有单输出问题获取更好地处理,受到了大家的认可。

(二)发展第二阶段控制理论和控制工程发展的第二阶段就是在一九六零年到一九七零年之间,在这一时期其步入了发展中期,这一阶段的控制工程性能已经愈加完善了,同时在与数字计算机信息技术结合的基础上,让研究规划获取更好地实现,同时也能够让多输出还有多输入还有非线性等繁琐机制获取更好地健全。

并且,也可以获取非常完善的控制形式,进一步让现代控制理论愈加规范还有优化。

(三)发展第三阶段从一九七零年到现在,控制理论与控制工程已经逐渐臻于成熟,走入了发展第三阶段,不管是机制的结构路径还是全面规划,皆表现得非常成熟,同时可以完成分解的对应策略还有协调处理的对应基础性理论已经形成。

谈控制理论与控制工程的发展与应用

谈控制理论与控制工程的发展与应用

谈控制理论与控制工程的发展与应用作者:王海龙来源:《科技创新导报》2013年第04期摘要:现代化科学技术及计算机技术的高速发展,推动着控制理论的理论基础及具体方法的不断完善,而将控制理论及控制工程科学的应用于各个生活及生产领域的迫切性也日渐凸显,使得控制理论与控制工程也在不断的具体应用中获得着更为全面和系统化的发展。

将控制理论与控制工程有效的应用于多种问题的解决中,已成为科研人员进行难点课题突破及重要问题解决的关键手段。

关键词:控制理论与控制工程发展与应用中图分类号:TP13 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)02(a)-0066-01于20世纪产生的相对论、量子理论及控制理论被人们认为是三项重要的科学革命,人们借助该三项理论实现着客观世界认识上的飞跃。

随着控制理论与控制工程相关的理论研究工作的深入开展,其研究对象及应用领域也发生着重大的变化,就我国的教育部所进行的学科的设置及分类中,将控制理论及控制工程设置为控制科学与工程下的二级学科,学科核心便是控制理论,推动着我国控制理论与控制工程在科学研究领域的发展。

1 控制理论与控制工程的产生及发展控制理论作为对社会发展具有重要影响意义的学科,其产生起源可上溯至十八世纪发生在英国的技术革命中,瓦特在蒸汽机的发明之后,将离心式非锤调速器的相关控制原理应用于蒸汽机转速的控制中,开创出以蒸汽作为原动力的机械化格局,而之后的工程界逐渐的将控制理论应用于调速系统稳定性的研究中,通信技术和信息处理技术的高速发展,使得电气工程师们不断的研究出更为科学全面的控制系统分析方法,实现了控制系统的条件稳定性及开环不稳定性的分析研究,而控制理论的创始人于1948年所发表的控制理论的相关著作,就控制理论的相关方法所进行得阐述,推动反馈概念的应用并为控制理论的形成奠定下坚实的基础。

在科技的不断生产发展中,基于控制理论与控制工程的控制技术也在不断的完善,尤其是在计算机技术的不断推动之下,控制理论与控制工程拥有着更深入的发展。

控制理论与控制工程的发展与应用

控制理论与控制工程的发展与应用
wt 先后找到 了系统稳定性 的代数判据即系统特征方程根具有负实部的充分必要条件。19 i) z 82年俄 国学 者李雅普诺夫( M ypnv 15 —11) A Lauo,87 9 8发表 的《 论运动稳定性 的一般 问题》 的博士论 文, 出了用适当 提 的能量函数一李雅普诺夫函数在正定性及其导数 的负定性上鉴别 系统 的稳定性准则 , 而总结和发展 从 了系统的经典时域分析法。
V 11 No 4 0 .9 .
J u a fHa d n P lt h i C l g o r l n a oye nc ol e n o c e
D c2 0 e .0 6
随着生产的发展, 控制技术也在不 断发展 , 尤其是计算机 的更新换代 , 更加推动 了控制理论不断地 向前发展。控制理论 的发展过程一般可分为三个阶段 : 第一阶段 , 时间为上世纪 4 — o 0 6 年代 , 称为“ 古典控制理论 ” 时期。古典控制理论主要是解决单输入 单输出问题 , 主要采用传递 函数 、 频率特性 、 根轨迹为基础的频域分析法 , 所研究 的系统多半是线性定常 系统 , 对非线性系统 , 分析时采用 的相平面法一般不能超过两个变量 , 古典控制理论能够较好地解决生
年麦克斯韦( a e) M x l 发表 的《 w1 关于调速器》 一文指出, 控制系统的品质可用微分方程来描述, 系统 的稳定 性可用特征方程根的位置和形式来研究。17 年劳斯 ( ・ -ot 1 1 97 、80 82 E J R u ,8 —1 ) 19 年赫尔维 茨( u h 3 o Hi .
随着通讯及信息处理技术 的迅速发展, 电气工程师们发展了以实验为基础的频域响应分析法 ,92 13 年美 国贝尔实验室工程师奈奎斯特( - yu t H Nqi) s 发表了《 反馈放大器稳定性》 的著名论文 , 给出了系统稳 定性奈奎斯特判据 。后来 , 苏联学者米哈依诺夫( ・Mhyo) A B i nv 又把奈奎斯特判据推广到条件稳定和开 a 环不 稳 定 的一般 情 况 。 在二次大战期间, 由于军事上的需要, 雷达及火力控制系统有较大发展 , 频率法被推广到离散 系统 、 随机过程和非线性系统中。美国著名的控制论创始人维纳 ( ・ ee,84 16 ) N Wi r19 94 系统地总结 了前人的 n 成果 , 14 年发表了《 于 98 控制论一或关于在动物和机器中控制和通讯的科学》 著作 , 书中论述 了控制理论

浅谈控制理论与控制工程的发展与应用迟峰

浅谈控制理论与控制工程的发展与应用迟峰

浅谈控制理论与控制工程的发展与应用迟峰发布时间:2023-02-21T07:09:59.043Z 来源:《国家科学进展》2022年11期作者:迟峰[导读] 随着控制理论在基础理论层面的不断完善化发展,使得控制理论与控制工程的应用本身所具备的科学性和准确性也得到了不断提升,在我国社会发展的各个领域推广和应用控制理论与控制工程的迫切性也变得日益突出起来。

而且,控制理论与控制工程的实践应用也可以反过来对二者的发展起到积极的促进作用,使控制理论与控制工程的发展更加全面化和系统化。

因此,本文围绕控制理论与控制工程的发展与应用展开了积极研究,希望控制理论与控制工程在现阶段的发展基础上可以取得更大的突破。

身份证号码:21010419830503xxxx 摘要:随着控制理论在基础理论层面的不断完善化发展,使得控制理论与控制工程的应用本身所具备的科学性和准确性也得到了不断提升,在我国社会发展的各个领域推广和应用控制理论与控制工程的迫切性也变得日益突出起来。

而且,控制理论与控制工程的实践应用也可以反过来对二者的发展起到积极的促进作用,使控制理论与控制工程的发展更加全面化和系统化。

因此,本文围绕控制理论与控制工程的发展与应用展开了积极研究,希望控制理论与控制工程在现阶段的发展基础上可以取得更大的突破。

关键词:控制理论;控制工程;发展与应用引言随着我国科学技术水平的不断提升,控制理论和控制工程的得到了发展和完善,其应用价值日益凸显,相关的研究成果越来越多。

我国相关研究人员已经逐渐认识到控制理论和控制工程的重要作用,很多高校已经开展了相关课程设置,推进了控制理论和控制工程的发展。

1、控制理论和控制工程的产生途径控制理论和控制工程在人类的发展历史中发挥着至关重要的作用,控制理论在英国技术革新时期最先提出,随着通信技术的不断发展和相关工程的深入研究和完善,提出了很多控制理论的研究分析方法,促进了控制理论和控制工程的发展,使得控制系统稳定性日益增强。

控制理论的发展及应用

控制理论的发展及应用

控制结构:通常是采用输出负反馈控制,构成闭环控制系统。
数学工具
— 线性微分方程和基于拉普拉斯变 换的传递函数
研究对象
— 单输入—单输出的线性定常系统
三大分析方法:
时域分析法、频率特性分析法和根轨迹分析法
研究对象和范围有限
—难于解决复杂问题,如时变,多变量等
开环控制系统与闭环控系统
输入量 控制量 输出量
(1995))。
• 五十年代末,脉冲系统的Z变换法
已臻成熟,好几本教科书同时出版。
控制史上重点人物
Wiener Kalman
Nyquist Zadeh
Lyapunov
Shannon
Bellman
Aströ m
三 控制理论各阶段的特点
• 经典控制理论:建立在频率法和根轨迹法基 础上
数学工具:拉氏变换 研究对象:单输入-单输出的线性定常系统 研究方法:将描述系统的微分方程或差分方程变换到复数域中, 得到系统的传递函数,并以此作为基础在频率域中对系统 进行分析和设计,确定控制器的结构和参数。
在此基础上发展起脉冲控制系统理论。
经典控制理论的发展
脉冲控制理论的建立-3
• 回顾脉冲控制理论的发展,尽管俄国的崔普金等都做出了不 可磨灭的贡献,但建立脉冲理论的许多工作都是由美国哥伦
比亚大学的拉格兹尼和他的博士生们完成的。他们包括朱里
(离散系统稳定的朱里判据,能观测性与能达性,分析与设 计工具等),卡尔曼(离散状态方法,能控性与能观性等。 是自控界第二位获IEEE Medal of Honor者(1974)),扎德 (Z变换定义等。是第五位获IEEE Medal of Honor者
控制论的三个发展时期
I:上世纪50年代,经典控制论时期。
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2 控制理论和控 制工程的发展概述
控 制理 论 和控 制工 程 的发展 与社 会科 学技 术 的发 展 有着 密 切 的联 系 。在 十 八 世 纪 英 国 出现 了 技 术 革 命 ,控 制理 论在 技 术 革 新 的 背景 下 被 提 出 。瓦特 发 明 了蒸 汽机 ,瓦 特将 离心 式 调 节 器 相 关 的 控制 原 理 应 用 在 了蒸汽 机 的控制 调 剂 器 中 ,提 出了 以蒸 汽 为动 力 的 机械 运作 原理 ,并 以此 为基 础发 明了蒸汽 机 ,控制 理论 由此而生 。随着控 制 理 论 的提 出 ,工 程 研 究 相关 人 员 逐 渐 将控 制 理 论 应 用 于 调 速 系 统 的控 制 稳 定 性 研 究 中 ,以控制 理论 为 基 础 ,通 信 技 术 、信 息 处 理 技 术 与 控 制 原理 呈 现 出相互 促 进 的发展 格局 。控 制 原理促 进 了 通 信技 术 和信 息 处理 基 础 的发 展 ,其 研 究 进 一 步 完 善
李 想 (山东大学控制科学 与工程学院 ,山东 济南 250061)
摘 要 :控 制理 论和控 制工程在农业 、交通行 业 、通信行 业、生物信 息行 业等领域 广泛应 用。控 制理论 和控制 工程的应 用 价值 日益 凸显 ,文 中从 控 制 理 论 和 控 制 工 程 的产 生途 径 为研 究 的切 入 点 ,浅要 分 析 控 制 理 论 和 控 制 工 程 的 发 展 和 应 用
随着 科 学技术 的不 断 发 展 ,控 制 理 论 和 控 制 工 程 的研 究速 度 不断提 升 ,尤其 是 计 算 机 的 出现 和 计算 机 技术 的革 新 。从 控 制 理 论 和 控 制 工 程 的 发 展 历 史 来 看 ,控制 理论 和控 制 工程 的研 究主要 分 成三 个 阶段 :
状 况 。
关 键 词状 况 ;应 用 状 况
Developm ent and Application Analysis of Control Theory and Control Engineering
LI Xiang (School of Control Sc ience and Engineering,Shandong University,Jinan 250061,China)
Key words:control theory;control engineering;developm ent status;application status
随着我 国科 学 技 术水 平 的不 断 提 升 ,控 制 理 论 和 控 制工 程 的得 到 了发 展 和完 善 ,其 应用 价值 日益 凸显 , 相 关 的研究 成果 越来 越 多 。我 国相关研 究 人员 已经逐 渐 认识 到控 制 理论 和 控 制工 程 重 要 作 用 ,很 多 高 校 已 经 开展 了相 关课 程 设 置 ,推 进 了 控 制 理论 和控 制 工 程 的发 展 。
第一 阶段 的发 展 时间是 二 十世 纪 四十年 代到 六 十 年代 。该 阶段 又被 称 之为控 制 理论 和控 制工 程 的初 级 阶段 ,研 究人 员 主要 研 究控 制 理 论 的单 向输 入 与 输 出 问题 ,在 研究 的过 程 中主 要 以其频 率特 性 、传递 函数 、 根 轨迹 为研 究 的重点 ,通 过频 域 分 析 法 来 开 展 相 关 研 究 。运 用线 性 的定长 系统 作 为 研 究 的主 要 方 式 ,控 制 理论 和控 制 工程 的相 关研 究人 员在 进行 非 线性研 究 的 过 程 中采用 的是 相平 面法 ,但 是该 种研 究 方 法 的局 限 性 较大 ,要 求变 量 的数 量 不 能 够 超 过 2个 。在 研 究 的 初 级 阶段控 制理 论 和 控 制 工程 的价 值 已经 逐 渐 凸 显 , 初 级 阶段 的研究 为后 期 的多种 单 输入 和输 出问题 中存 有 的问题提 供 了理 论 上 的解 决 方 案 ,提 升 了控 制 理论 和 控 制工程 的发 展速 度 。
1 控 制 理 论 和 控 制 工 程 的产 生 途 径
控 制理 论 和控制 工程 在人 类 的发 展历 史 中发挥 着 至 关重 要 的作用 ,控 制 理 论 在英 国 技术 革 新 时 期 最 先 提 出,随着通信技术 的不断发展和相关 的工程 的深入 研 究 和完善 ,提 出了很 多控制 理论 的研 究 分析 方法 ,促 进 了控 制理 论 和控 制 工 程 发展 ,使 得 控制 系统 稳 定 性 日益增 强 。 由于信 息 技 术 与科 学 技 术 不 断 发 展 ,控 制 理 论 和控制 工 程 的 内容 趋 于 完美 ,逐 渐朝 着 智 能 化 方 向发 展 。智 能 化控 制基 础理 论 在原有 的控制 理论 上不 断延 伸发 展 而来 。
收 稿 日期 :21)17—10—28 李 想 (1997一),女 ,山 东济 南 人 ,本 科 ,研 究 方 向 :控 制 科 学 与 工程 、控 制 工程 、系统 工程 。
了控 制理 论 。工程 研究 技术 人员 逐渐 认识 到 了控 制理 论 和控制 工程 的重 要 性 ,通 过 创 新 性 的研 究提 出 了更 为科 学 的控制 分析 方 法 。
Abstract:Co ntrol theory and control engineering are widely applied in agriculture,transportation industry,communi— cation industry,bioinformatics industry and other fields.The application value of control theory and control engineering is becoming more and more prominent.In this paper,the development and application of control theory and control engineer— ing were briefly analyzed from the point of view of control theory and control engineering.
2()18年 3月 25日第 35卷第 3期
通 缝 电.凉 技 术
Teleeo m Power Technology
doi:10.19399/j.cnki.tpt.2018.03.104
M ar. 25,201 8,Vo1.35 No.3
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分 析 控 制 理 论 与 控 制 工 程 的发 展 与 应 用
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