浅谈控制理论与控制工程的发展与应用

胡迪

摘要：我国科学技术的水平的不断提升以及计算机技术的不断发展，为控制理论与控制工程的发展与应用起到了积极的推动作用。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

在20世纪诞生的三项重要科技革命中，控制理论就占据了其中一项，由此可见控制理论的诞生和发展在人类进步以及我国各项事业的发展过程中所占据的带重要的地位。当前，在我国科技与计算机技术大发展这样一个背景下，使得控制理论得到了更深层次的完善和发展，这对于控制工程的应用和普及起到了积极的指导作用。而且，我国对于控制理论与控制工程的应用与发展也给予了足够的重视，并将其引入到了我国学科教育当中，并通过学科研究的实践活动积极推动控制理论与控制工程的发展。

1 控制理论与控制工程的发展

1.1 发展第一阶段

1940年到1960年期间的这个时间段是控制理论与控制工程发展的第一阶段。在这时期，古典控制理论十分受到追捧。在对整个系统层面的探究过程中，传递函数和频率特性的频域分析方法发挥了很大的作用。其中，在众多研究系统中，线性定长系统占据要主要地位，而向平面法在分析非线性系统过程中是经常被使用的一种方法。在古典控制理论的指导下，使得单输入和单输出问题得到了很好的解决。

1.2 发展第二阶段

1960年到1980年期间的这个时间段是控制理论与控制工程发展的第二阶段。在这时期，控制工程的性能得到很好的优化，而且，在数字计算机的帮助之下，各种分析设计工作变得更加高效化，因而极大的完善了多输入、多输出以及非线性的复杂系统，除此之外，还可以对控制模式进行一定的优化选择。

1.3 发展第三阶段

1980年发展至今是控制理论与控制工程发展的第三阶段。在这时期，控制理论和控制工程在系统结构方案和整体设计上都日益趋向于成熟化的发展，控制理论实现了智能控制理论的深层次的发展，使得控制信息的传递变得更加高效便捷化，促进了人类智能化实践活动的实现。

2 控制理论与控制工程的应用

控制理论与控制工程在我国社会中应用十分广泛，其中，通信业、IT行业、甚至是深刻影响人们生活方方面面的计算机技术等事物也离不开控制理论与控制工程的应用的基础性支撑作用。下面我们对其应用主要从三个方面展开了论述。

2.1 系统概念和反馈概念的应用

系统概念和反馈概念是控制理论与控制工程应用的关键及核心内容。其中，系统概念性问题是当今社会各项事业发展十分关注的一个问题，因为，随着社会的不断深入发展，社会各行各业的关系系统也变得更加复杂化，而相关应用性课题的研究更是不断向着复杂化的方向发展，这时控制理论与控制工程中的系统概念的应用则为结构和性质以及运行方面的分析提供了一个有效的途径。而反馈概念则使得控制理论应用可以其他理论的应用进行有效的区别，通过及时有效的反馈信息，使得控制系统获取较多的人工智能的特征，进而可以有效控制一些不确定因素带给控制系统的不良影响。

2.2 最优控制理论的应用

随着控制理论以及控制工程的现代化的应用和发展，最优控制理论的核心作用愈发地凸显出来。首先在相应约束条件的允许范围内，寻找最优控制策略，进而使得某项性能指标的可以取得一定的极值，当然，这个极值可能是最小值也可能是最大值，进而实现控制系统性能指标的效果的最优化目标。这就要求相关人员需要对众多的控制选择方案进行有效甄选，进而选择出效果最优的那一个方案，以便实现系统运行状态由初始状态向指定目标状态的转变，进而对性能指标发挥的效果进行最大程度的提升。

2.3 在现实生活中的应用

在现实生活中各种温度的控制与调节还有各种标准刻度的检测控制等，基本上都是控制理论和控制工程得以实践应用的具体表现，我们举个典型的例子来说，电加热器中的温度控制或者是水槽内的水位控制，这二者在控制工程中都是较为典型的应用。其实，其实这两种之所以可借助自动化的控制实现预期测控目标的实现，这与其自动化的温度或者高度测量仪有着极为密切的关系，而这整个自动化系统的应用实质上是对控制系统中闭环系统的应用，除了这个闭环系统之外，根据结构形式的不同，控制系统中还包括开环控制系统和复合控制系统。而且，控制系统中的包含的这三个系统根据实际情况的不同，在实际生活中应用十分广泛。

3 结语

控制理论与控制工程的发展与应用离不开强大的理论支持，而我国科技与计算机术急速提升的发展环境，显然对于控制工程相关理论的完善和提升起到了积极的促进作用，进而有效提升了控制理论与控制工程的应用和普及率，不仅如此，控制理论与控制工程服务的范围也得到了有效拓展，其应用发展领域不再局限于传统的工农业等产业上，而是逐渐延伸到生物、通讯以及管理等新的产业领域中。在控制理论与控制工程的不断实践发展之下，将会对我国各项事业的发展带来积极的推动作用，同时，这些实践应用积累，也可以反过来推动控制理论与控制工程的深入发展。

參考文献：

[1]常一帆.浅谈控制工程对控制理论的需求[A].智能城市杂志社、美中期刊学术交流协会.2016智能城市与信息化建设国际学术交流研讨会论文集III[C].智能城市杂志社、美中期刊学术交流协会，2016：1.

[2]魏玲.探索控制理论与控制工程的发展与应用[J].橡塑技术与装备，2016，42（04）：2829.

[3]北京林业大学控制理论与控制工程学科[J].农业机械学报，2015，46（09）：379380.