浅谈控制理论和控制工程的应用前景及趋势

汪志军

摘 要：在现代科学技术取得飞速发展的同时，控制理论与控制工程的应用也逐渐广泛，现阶段已经被应用于多个领域中，包括生物技术、现代信息技术、交通运输业、农业、工业等领域。控制理论在很大程度上推动了现代工业的发展，例如调试系统稳定性设计就应用了该理论，随着信息技术的发展，控制理论内容也变得更加丰富，很多学者对该理论也进行了更加深入的研究，促使控制系统分析方法变得更加全面，更具备科学性。

关键词：控制理论；控制工程；应用前景

在现代化社会的发展背景下，科学技术取得了突飞猛进的发展，并且在很大程度上推动了我国国民经济的发展。所谓经济基础决定上层建筑，经济发展为科技发展提供了非常有利的条件，控制理论与控制工程在科技发展中也有着重要作用。本文主要分析控制理论和控制工程的应用前景与发展趋势，使人们增强对控制理论与控制工程的了解。

一、控制理论与控制工程的发展分析

（一）第一阶段

在20世纪40-60年代，古典控制理论取得了非常广泛的应用，这是控制理论得以发展的第一阶段。在应用经典控制理论时，人们已经意识到控制理论的优势，它能够解决单输出、单输入问题，应用价值较高。经典控制理论以频率特性、传递函数特性为基础，能够在反馈控制系统中控制器设计、分析问题中被应用，主要研究内容为线性定长系统，除此之外，在非线性系统中也取得了一定研究成果，对采样系统、非线性系统的发展具有促进作用[1]。

（二）第二阶段

在20世纪60-70年代，空间技术应运而生，进入这一阶段后，控制工程理论已经与计算机技术融合，在很大程度上推动了控制理论与控制工程中。例如在阿波罗号登月中就应用了控制理论，在控制工程应用中，控制理论发挥了重要作用。另外，第二阶段的控制理论基础研究内容为状态变量，其中包含了数理分析方法与计算机技术，另外，还包含非线性、多输出、多输入等系统结构，大大提升了控制模式性能。

（三）第三阶段

在20世纪70年代至今，控制理论与控制工程在内容、结构上均有了很大改变，完善程度越来越高。奥斯特隆姆（瑞典学者）在自适应控制理论方面获取了非常大的进步与发展，这在很大程度上促进了控制理论与控制工程的发展。智能相关控制理论以计算机为基础，促使控制理论发展空间得以拓展，提高了信息处理、信息传递、信息控制效率，促使现代化社会运行效率明显提升，为控制工程与控制理论的发展创造了更大的空间，有利于取得突破性进展。

二、控制理论和控制工程的应用前景与发展趋势

目前，控制理论与控制工程的应用比较广泛，其研究内容主要体现为三点，分别为最优估计与系统辨识相关理论、多变量线性理论、最优控制理论。控制理论与控制工程应用的最优化目标为系统性能，确保在约束、受限制的条件下，制定出最佳系统控制方案，在性能参数极值范围内控制系统。控制理论与控制工程研究包含两种方法，分别为Kalman滤波器与PDI控制器，为了使控制理论和控制工程应用的稳定性提升，一般在系统证实、分析过程中，会应用到线性模型。非线性系统相关工作所应用到的策略为Kalman滤波器与PDI控制器，在应用控制工程和控制理论时，这两种策略能够在系统解析工作中发挥重要作用[4]。

在控制理论和控制工程应用时，需综合考虑到多方面的内容，例如该理论在电力自动化系统、水槽内部水位控制系统中的应用，通过实现系统自动化，有利于促使工程运行效率大大提升，使人工投入减少。现阶段，已经有很多学者对控制理论和控制工程进行了研究，通过研究了解到，在控制理论和控制工程应用中，不仅要从结构层面、性质层面给予深入分析，而且要监控系统运行的具体情况。

在应用控制理论和控制工程时，必须要合理利用控制工程与控制理念反馈概念，促使系统性能充分发挥作用，实现系统应用实践与控制理论的融合、对接，有利于确保控制系统技术生产企业的经济效益，提高生产效率，推动这类企业的进步与发展。就控制工程和控制理论的应用而言，还需引入先进的计算机技术，为系统运行、企业发展提供有利条件。

三、结束语

现阶段，控制工程和控制理论的应用已经变得越来越广泛，随着未来科学技术的不断进步与发展，控制工程和控制理论还将与通信技术、计算机技术相结合，为控制工程和控制理论的发展提供更有利的条件，拓展该理论的发展空间。本文首先分析了控制理论与控制工程的发展阶段，然后对该理论的应用前景与发展趋势，通过研究了解到，将控制理论和控制工程两者相结合，有利于推动现代工业化与科学技术的进步与发展。

参考文献：

[1]孙峥.控制理论与控制工程的发展与应用[J].无线互联科技，2013，（09）：64.

[2]牟铭，李懋蕊.控制理论与控制工程的发展与应用探讨[J].山东工业技术，2015，（10）：215.

[3]马彦，洪伟，陈虹.控制理论与控制工程专业研究生课程体系与教学改革研究[A].Hubei University of Technology， China.Proceedings of 2010 Third International Conference on Education Technology and Training（Volume 7）[C].Hubei University of Technology， China：，2010（4）.

[4]李冰玉.探析控制工程理论及工程应用[J].橡塑技术与装备，2015，（24）：126-127.