控制理论与控制工程概述
控制理论与控制工程学科硕士
05
控制理论与控制工程学科的未来发展
控制理论的未来发展
鲁棒控制
鲁棒控制理论的发展将更加注重系统的稳定 性和抗干扰能力，以满足复杂工业过程和物 联网领域的需求。
预测控制
预测控制理论将进一步拓展其在大数据和人工智能 领域的应用，提高预测精度和实时性。
非线性控制
非线性控制理论将深入研究复杂系统的非线 性动力学行为，发展更为精确和高效的控制 器设计方法。
控制理论与控制工程学科硕士
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录
• 控制理论概述 • 控制工程学科介绍 • 控制理论的基本原理与设计方法 • 控制工程实践与应用 • 控制理论与控制工程学科的未来发
展
01
控制理论概述
控制理论的发展历程
80%
古典控制理论
起源于19世纪末，主要研究单变 量控制系统，方法包括频率分析 、根轨迹法等。
100%
现代控制理论
20世纪50年代开始，以状态空间 法为基础，研究多变量、非线性 、时变的控制系统。
80%
智能控制理论
20世纪80年代开始，以人工智能 、优化算法等为基础，研究具有 自适应性、鲁棒性的控制系统。
控制理论的基本概念
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系统
由相互作用和相互依赖的若干 组成部分结合成的、具有特定 功能的有机整体。
制定实践计划
根据实践项目的需求，制定详细的实践计划，包 括时间安排、人员分工等。
进行实验操作
按照实践计划，进行实验操作，记录实验数据， 分析实验结果。
撰写实践报告
根据实践结果撰写实践报告，总结实践经验，加 深对控制工程的理解。
控制工程实践的案例分析
控制理论与控制工程学科培养方案
081101 控制理论与控制工程一、学科简介控制理论与控制工程是控制科学与工程一级学科中的二级学科之一。
该学科是以工程领域内的控制系统为主要对象，以数学方法和计算机技术为主要工具，研究各种控制策略和控制系统建模、分析、综合、设计和实现的理论、方法和技术的一门学科。
控制理论是控制科学及其工程应用的重要基础和核心内容之一；随着控制理论的发展和技术水平的提高，控制工程也迅速拓宽领域，丰富内容，并促进控制理论的研究不断扩展和深化。
控制理论与控制工程是研究运动系统的行为和受控后的运动状态以及达到预期动静态性能的一门综合性科学。
在理论方面，应用各种数学工具描述系统的动静态特性，并以建模、预测、优化决策及控制为主要研究领域。
在应用方面，将理论上研究成果与计算机技术、网络技术和现代检测技术相结合，形成各种新型的控制器、预测和控制系统。
本专业与许多自然科学、技术科学及管理科学的许多领域相互交叉与渗透，同时具有从基础理论研究到工业实现技术的多层次结构，应用遍及从工业生产工程到航空航天系统以及社会经济系统等极其广泛的领域。
二、培养目标掌握马列主义、毛泽东思想和邓小平理论。
坚持四项基本原则，热爱祖国，具有良好的道德品质，积极为社会主义现代化建设服务。
本学科培养从事自动控制理论研究、控制工程及相关领域内各种控制方法与技术研究和控制系统开发与设计等方面的高级专门人才。
为了适应社会对不同人才的需求，将研究生分为两种类型进行培养：1．理论型指从事某一领域的基础理论和应用基础研究，侧重于理论研究能力的培养，要求在本门学科内掌握坚实的基础理论和系统的专门知识，具有相应的实验技能，了解本学科的发展前沿，能比较熟练阅读外文资料，具有运用外语进行学术交流的能力，论文工作强调理论研究成果。
2．应用型指参加工程项目、产品设计与开发及引进项目的消化与完善等课题，要侧重于本学科工程技术方面能力的培养。
要求掌握本学科必要的基础理论和专门知识，了解本学科相关技术的发展状况，具有较强的独立担负工程技术工作和解决工程问题的能力，能够阅读外文资料并运用外语进行技术交流，论文工作强调参加和完成实际项目及应用研究成果。
控制理论与控制工程2篇
控制理论与控制工程标题：控制理论与控制工程第一篇：控制理论的基本概念与发展控制理论是一门研究自动控制系统设计、分析和实施的学科，它广泛应用于工程和科学领域。
控制理论的核心目标是通过设计合适的控制策略，使系统能够稳定地、可靠地工作，达到所期望的性能指标。
本文将介绍控制理论的基本概念和发展历程。
控制理论的核心概念包括系统、输入和输出。
一个控制系统由两个主要部分组成：被控制对象和控制器。
被控制对象指的是需要通过控制手段来改变其行为的物理或抽象系统，而控制器则负责监测被控制对象的行为，并根据预定的控制策略进行调节。
输入是控制器向被控制对象施加的操作，而输出是被控制对象的反馈信号，它反映了系统当前的状态。
控制理论的发展可以追溯到古代，人们一直在探索如何改变和控制自然界的现象。
随着机械技术和工业化的发展，对控制技术的需求越来越迫切。
20世纪初，控制理论正式成为一门学科。
当时的控制系统主要基于经验和实验来设计，缺乏理论基础。
然而，随着数学、物理和工程学科的发展，人们逐渐开始研究控制系统的理论基础。
现代控制理论建立在数学和工程学科的基础上，其中包括线性系统理论、非线性系统理论、最优控制理论和自适应控制理论等。
线性系统理论主要研究线性控制系统的稳定性和性能，通过数学模型分析系统的行为，并利用线性代数和微积分等工具进行分析和设计。
非线性系统理论则研究非线性系统的行为，广泛应用于各种实际工程问题的解决中。
最优控制理论研究如何选择最佳的控制策略以使系统性能达到最优。
自适应控制理论研究系统如何根据环境变化自主地调整控制策略以适应不确定性和变化性。
除了理论研究，控制工程是将控制理论应用于实际问题的工程学科。
控制工程师设计、分析和优化控制系统，使其能够实现预期的目标和性能指标。
控制工程的应用领域广泛，包括航空航天、机械工程、电力系统、自动化生产线和交通运输等。
控制工程师需要将控制理论和实际应用相结合，根据实际问题的需求设计合适的控制系统。
制理论与控制工程专业(代码：081101)
电气工程系控制理论与控制工程专业（代码：081101）（一级学科：控制科学与工程）一、专业简介控制理论与控制工程学科在电力电子技术与现代电力传动控制、智能控制理论及应用、复杂系统的建模与控制、计算机应用技术等研究方向取得丰硕成果。
本学科点在八十年代末，主持的项目“激光微区光谱仪”获原机电部科技进步一等奖；自1998年以来，主持的项目获安徽省科技进步二等奖2项，三等奖5项，自然科学三等奖4项及其他各类科技奖10多项，另有10多个项目通过省级鉴定。
在国内外重要学术期刊上发表论文90余篇。
目前在研项目20项，有国家自然科学基金、安徽省“十五”攻关重大专项、国际合作项目、安徽省自然科学基金项目等，科研经费300余万元。
本学科点现有教授5人，副教授6人，所在的系拥有安徽省重点实验室——电气传动与控制实验室。
二、培养目标全面贯彻党和国家的教育方针，培养社会主义建设需要的，德、智、体全面发展的检测技术与自动化装置专业高层次专门人才，基本要求是：l、热爱祖国，坚持四项基本原则，遵纪守法，品行端正。
2、掌握本学科、专业宽厚的基础理论和专业知识，具有从事科学研究和独立担负专门技术工作及教学工作的能力。
掌握一门外国语，能熟练地阅读本专业的外文资料和撰写论文摘要。
3、具有健康的体格。
三、学习年限三年。
授予工学硕士学位。
四、主要研究方向控制理论与控制工程学科主要研究具有前沿性的控制理论及其应用；研究为现代工业各部门实现自动化所需的基础技术和专业技术；研究提高包括社会生活在内的各个领域的自动化水平所需的理论与方法。
主要研究方向有：1、电力电子技术与现代电力传动控制本研究方向涉及能量变换和控制、自动检测和信息处理技术等。
其以新型电力电子器件为基础，研究高性能的功率变换器；以新型电机为对象，研究各类电力传动控制系统的控制策略及其实现。
2、复杂系统的建模与控制本研究方向主要开展预测控制、鲁棒控制、非线性控制、随机系统滤波、估计与适应控制、故障诊断与容错控制等领域的理论研究工作，以解决具有参数扰动和未建模动态的不确定系统，以及时变、非线性、随机系统的分析、控制、滤波及可靠性等问题。
控制理论与控制工程
注3．研究生可在全校各专业范围内选课，所修课程一律视为选修课（非学位课）。
注4. 对于跨一级学科考入或以同等学力考入的硕士生，应当补修覆盖本学科的基础理论课程至少3门，并需要进行考试或考核，只记成绩不计学分。具体课程由导师指定。
七、实践环节
执行学校有关规定。
八、主要研究方向
1、复杂系统建模、控制与优化
2、智能控制、容错控制
3、过程监测、诊断与优化控制
4、复杂工业过程综合自动化
5、现代传感器技术与智能仪表
6、生产过程质量检测与控制
7、智能检测技术与自动化装置
8、嵌入式系统设计
(控制工程方向) 0206181401 计算机控制理论 32 2.0 春 0.8A+0.2C 0.6B+0.4D 电气 至少选
6学分 0206181402 智能控制 32 2.0 春 0.8A+0.2C 0.6B+0.4D 电气 0206181403 现代过程控制 32 2.0 春 0.8A+0.2C 0.6B+0.4D 电气 0206181404 学术报告与专题 32 2.0 春 0.8A+0.2C 0.6B+0.4D 电气 二级学科课程
本学科点以有色、稀有金属生产过程为研究对象，以智能检测与复杂生产过程优化控制为重点，开展应用基础研究和关键技术攻关。经过近20年的建设和发展，已形成相对稳定、在全国有优势和特色的研究方向，包括：稀有金属生产过程建模与优化控制，先进控制理论及应用，智能检测与智能控制，工业系统的故障检测、诊断与控制技术执行学校有关规定。
控制工程基础理论与概念解析
控制工程基础理论与概念解析控制工程是一门应用科学，旨在通过设计和实施系统来影响系统的行为。
它涉及模型建立、系统识别以及控制系统的设计与实现。
本文将针对控制工程的基础理论和概念进行深入解析。
一、控制工程的基本概念1.1 控制系统控制系统是一个将输入转换为所需输出的组合，用于对某个过程、设备或系统进行控制的集成系统。
它由传感器、执行器以及控制器组成。
传感器用于采集实时的信息，而执行器则用于实现控制输出。
1.2 反馈控制反馈控制是一种常见的控制方法，通过不断对输出进行测量，并将测量结果与期望输出进行比较，从而调整控制器的输出。
这种反馈机制可以使系统对不确定性和扰动具有一定的鲁棒性。
1.3 系统建模与识别系统建模与识别是控制工程的关键环节。
它涉及将实际系统抽象为数学模型，以便进行系统分析和控制设计。
常用的建模方法包括物理建模、黑箱模型以及灰箱模型等。
1.4 控制器设计控制器设计是控制工程的核心任务之一。
它的目标是通过调整控制器的参数和结构，实现系统稳定性、动态响应和鲁棒性等性能指标的要求。
常见的控制器设计方法包括比例积分微分控制器（PID控制器）、模型预测控制（MPC）以及适应性控制等。
二、控制工程的核心理论2.1 线性控制理论线性控制理论是控制工程中最常用和基础的理论之一。
它基于线性系统理论，通过对线性系统的数学模型进行分析，实现对系统行为的控制。
线性控制理论包括稳定性分析、稳态误差分析、频域分析以及根轨迹法等。
2.2 非线性控制理论非线性控制理论是对非线性系统进行建模和控制的理论体系。
由于现实系统往往具有非线性特性，所以非线性控制理论对于解决实际问题具有重要意义。
非线性控制理论包括滑模控制、自适应控制以及神经网络控制等。
2.3 最优控制理论最优控制理论是控制工程中的一种高级控制理论，它的目标是通过优化控制策略，实现系统性能指标的最优化。
最优控制理论包括最优控制问题的建模、极大极小原理以及最优控制算法等。
浅谈控制理论与控制工程
浅 谈控 制理 论 与控 制 工程
贾晓庆
内蒙古君正 能源化工股份有 限公 司， 内蒙古乌海 ０ １ ６ ０ ４ ０
摘 要： 控制理论与控 制工程广泛应用到各行各业是 时代发展 的潮流趋势，不仅 涉及 到工业、农业 、交通运输业等传 统领域 ， 而且逐步渗透到 生物 、信 息、通讯等新兴领域 ，对于促进 我 国的各方面的发展起到 了很 大的作 用。
可取得最优化效果所必须采用的基本条件及综合方法，即就受
控的运动过程或动力学系统 ，从 多个 可选择的控制方案 中寻求 最佳的方案 ，从而使系统在运动状 态由初始 状态变为指定 的 目 标状态时可 以取得性 能指标 的最优 化。在控 常 悝 论与控制工程 的应 用 中，较为典 型 的两个 标志性 的研 究方法 便是 Ｐ Ｄ Ｉ 控制 器及 Ｋａ ｌ ｍａ ｎ滤波 器，这两个 方法 已经被成 功的广泛 应用于较 多的实际系统 中，但所开展 的系统的稳定性及最优性都是就线 性模型的证 明，实际上这 两种方法还 可应用 于一大类非线性系 统的证明，相关 的研 究人 员利用基 于控 制理论与控制 系统的反 馈 机制所进 行 的定量 研究工作 就是 围绕着 这两种标 志性方法 。 在 现实生活 中控制理论及控制工程 最为 典型的应用便是水槽 内 水位的控制及 电加热器 中的温度控 制，该典型应用中 的自动控 制是利用 自动化 的高度及温度测试 仪等 进行预期的测控 目标 的 实现 。自动控制系统是为 实现控制 目 标 由被控制对象及 自动化 的仪表所组成 的闭环系统 ，控 制系统按照结构形式可分为开环 控制系统 、闭环控制系统及 复合控 制系统，三类不 同的系统在 具体的需求下都有着广泛 的应 用。 总之 ，在 当前 的控制 理论 及控 制工程中 ，其研究不断 的深 入， 涉及 到各个方面的 内容 。对于探索新 能源 、 发展空 间技 术、 改善人们生活 以及处理经济 、社会 问题 等方面都起着重要 的作 用 ，它 已成为现代社会生活 中不可缺少 的重要组成部分 ，必将 在社会 的发展 中获取更广泛 的应用 。 参考文献 ［ １ ］ ． 湖 南省普通高 等学校 “ 十一五 ”重点建设 学科 简介一一控
控制理论与控制工程
控制理论与控制工程控制理论与控制工程是现代科学技术中重要的学科之一。
控制理论是研究控制系统的数学模型建立和性能分析的科学。
它以控制工程为应用领域，广泛应用于自动化、电力、机械、航空、航天等各个领域。
本文将重点介绍控制理论的基本概念和主要方法，以及控制工程在现实应用中的具体案例。
第一篇：控制理论的基本概念和主要方法控制理论是研究如何使系统按照既定要求和期望运行的科学。
它的基本概念主要包括系统、信号、控制器和反馈。
系统指的是需要控制的对象或过程，信号是用来传递信息或驱动系统的输入，控制器是根据输入信号和系统反馈信息采取相应措施的设备或算法，反馈是指将系统的状态或输出信息返回给控制器进行分析和调整。
在控制理论中，常用的控制方法有开环控制和闭环控制。
开环控制是指控制器的输出仅依赖于输入信号，而不考虑系统的反馈信息。
它简单直接，应用广泛，但对于系统的不确定性和外界扰动较为敏感。
闭环控制是指控制器的输出会根据系统的反馈信息进行调整，以实现对系统状态的监控和稳定控制。
闭环控制具有良好的稳定性和鲁棒性，但较为复杂，需要考虑控制器设计和系统模型的各项指标。
控制理论中的主要方法包括传递函数法、状态空间法和最优控制方法。
传递函数是用来描述系统输入与输出之间关系的数学工具，它基于拉普拉斯变换，能够方便地分析系统的动态特性和稳态响应。
状态空间是描述系统状态变量的方程和参数的一组关联方程，它能够全面地描述系统的动态行为和稳定性，并能够适应非线性和时变系统的分析与设计。
最优控制方法则是在系统的性能指标和约束条件下，通过优化算法寻求最佳控制方案，以实现系统的最优性能。
控制理论的研究和应用离不开数学和工程的支持。
数学提供了分析和求解控制问题的数学工具和方法，如微积分、线性代数、概率论和最优化理论等。
工程提供了实际系统中的应用场景和数据，通过实践和实验来验证和改进控制理论的方法和算法。
第二篇：控制工程在现实应用中的具体案例控制工程是将控制理论应用于实际系统的工程领域。
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学科介绍
该学科为交叉学科，不同的大学该学科均有不同的侧重点：
控制理论与控制工程学科是以工程系统为主要对象，以数学方法和计算机技术为主要工具，研究各种控制策略及控制系统的理论、方法和技术。
控制理论是学科的重要基础和核心内容，控制工程是学科的背景动力和发展目标。
本学科的智能控制方向主要包括模糊控制、专家系统、神经元网络、遗传算法等方面的研究，特别强调的是上述方法的交叉及其在工业过程控制方面的应用。
故障诊断方向主要研究当控制系统一旦发生故障时，仍能保证闭环系统稳定，且满足规定的性能指标。
利用获得的实时数据对生产过程进行在线监测及故障诊断，根据系统的运行状态制定相应的控制策略，使系统工作在最佳状态。
鲁棒控制方向主要研究被控对象参数变化后，控制系统仍能稳定可靠的工作，并在某种意义下保证系统的最优性。
信号处理方向主要研究控制系统中的信号处理问题，包括非线性系统的鲁棒滤波器的设计，自适应滤波器、噪声抵消器、小波分析等。
控制理论与控制工程是研究运动系统的行为、受控后的运动状态以及达到预期动静态性能的一门综合性学科。
在理论方面，利用各种数学工具描述系统的动静态特性，以建模、预测、优化决策及控制为主要研究内容。
在应用方面，将理论上的研究成果与计算机技术、网络技术和现代检测技术相结合，形成各种新型的控制器或控制系统。
研究内容涵盖从基础理论到工程设计与实现技术的多个层次，应用遍及从工业生产过程到航空航天系统以及社会经济系统等极其广泛的领域。
研究方向
复杂系统控制理论与应用：采用结构分散化方法研究复杂系统的建模与控制问题，以结构分散化模型为基础，研究新的系统辨识理论和新的控制方法。
智能控制理论研究与应用：在对模糊控制、神经网络、专家系统和遗传算法等理论进行分析和研究的基础上，重点研究多种智能方法综合应用的集成智能控制算法。
计算机控制系统：针对不同的生产过程和控制对象，研究采用DCS、PLC、工业控制计算机等控制设备，构成低成本、高性能、多功能的计算机控制系统。
网络控制理论及其应用：通过对网络拓扑结构及网络环境下先进控制理论与方法的研究，充分利用网络资源，实现从决策到控制的全过程优化。
开设学校。