浅谈自动控制理论的发展

王传军

(河北工业大学,天津 300131)

在近一个世纪里,自动控制理论发生了极大的变化,对人类社会产生了深远的影响。随着社会生产和科学技术的发展,自动控制技术在不断进步,不断改进,控制理论的发展向着更深入和更广泛的领域进发,无论是在理论基础、数学工具,或在研究方法上都有一个实质性的飞跃,控制学科研究展现出蓬勃的生命力,激发和扩大人们的思维方式,引导人们探索自然更深刻的运动机理。自动控制理论的不断发展,必将提高社会生产力,改善人民生活水平,促进人类的发展。

1 自动控制理论的概念

自动控制不同于以往的手动控制,它采用附加的自动控制设备对机器或生产过程的状态或参数进行自动的运作。按照预定的规则运行,以取代手动操作以达到预期的性能或状态指数,自动控制技术能有效地提高企业的经济效益和生产效率。在恶劣的环境下,产品的质量可以取代人工操作。自动控制理论的核心是“系统”、“反馈”。现代科学技术发展的必然趋势是全球范围内的越来越多的研究复杂系统科学或复杂性科学,并分析系统的性质和结构以及控制系统的运动状态的控制理论。自动控制理论是目前常用的控制系统,在生产和生活中都是比较常见的,因此在科技发展过程中需要对整体的理论进行分析,了解整体的发展流程,提升科技水平。

2 自动控制理论的四个发展阶段

自动控制理论的发展大致可分为四个阶段:

2.1 经典控制理论

经典控制理论的应用最早开始与1788年飞机的发明使其,该时期瓦特制造出第一个飞锤调速器,开始出现自动控制的构想,形成初步规模是在20世纪40年代。反馈控制装置初期应用国家为希腊,在公元前300多年前就已经开始进行使用,在油灯中应用该技术调整浮子调节器高度,从而使的油灯油面能够保持一致,实现自主控制,避免人工的管理。1932年,奈奎斯特根据频率稳定性判断,给出新的自动控制理论,负反馈系统可以直接自动分析频率的大小,从而确定反馈结果。其后,疑问四利用根轨迹设计实现对于参数的变换处理,从而更好地保证其性能的完好性。

2.2 现代控制理论阶段

进入现代发展时期,计算机技术逐渐开始发展,信息化数字技术成为现代控制理论发展的主旋律,贝尔曼利用动态规划理论,建立新的发展基础,极大值原理等都是现代控制理论发展的重要基础,特别计算机技术发展的过程,零部件控制更加精准,运行速度更快。

2.3 大系统控制理论阶段

上世纪70年代,新型控制方法兴趣,利用传统矩阵创建的数学模式来分析不同变量下的数据变化系统,通过设定多条件模拟功能,在不同情况下得出不同的反馈的自适应控制理论,处理复杂数学模型中存在较多不确定因素的鲁棒控制器等,都是大系统控制理论发展的重要节点。

2.4 智能控制阶段

智能控制理论是现阶段发展的主流方向,是指可以按照人类的思维模式进行分析的高科技系统类型,利用对实际情况的分析,更快的处理问题,作出相应的应对测试,从而解决复杂操作的技术。本文系统的被控制对象相对比较复杂,模型中存在中现实因素的分析,因此不确定性较强,所有的信息均为非线性数据,因此必须使用大量的传感器,更快更好的感知外界信号,从而做出准确的判断,在庞大的数据库中进行搜索,做出相应的判断处理动作。

3 结语

综上所述,在工程技术领域受到广泛关注的自动控制理论,通过经典理论和现代控制理论的发展,到今天的高度智能化的控制是必然的发展和科学技术的进步,智能控制是一个新的研究领域,涉及领域极广,可开展技术研究和不同方向的应用理论研究,促进科学技术的快速发展。事实上,经典控制理论、现代控制理论和智能控制理论的组合已经产生了各种复杂控制理论。随着人们对复杂控制系统认识的加深,控制理论发展的空间和前景将更加广阔。

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