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控制理论有哪些控制,控制理论包括哪些

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一、控制论学说的基本观点有哪些

1、控制论的基本观点是系统观点、信息观点、反馈观点和调控观点。

2、①系统观点。控制论要从整体上研究事物,把事物(对象)看成是一个由若干部分,(系统或要素)构成的系统。对这个系统,要研究其各部分功能上的联系。控制论把研究的事物(系统)与其他事物的联系概括为“输入”(外界对系统的影响)和“输出”(系统对外界的影响),例如,我们把一个工厂作为一个系统来进行控制和管理时,每个车间可以看成整修工厂系统的一个子系统;同样,我们把整修车间作为一个系统来进行控制和管理时,每部机器就是它的一个系统。整修车间系统的生产和人力、物力分配就是系统的输入。而车间所生产出来的产品及它对环境的影响就是系统的输出。

3、②信息的观点。控制论要解决的是对系统的控制问题,而对各系统的控制要以一定的信息为依据。没有信息则无法进行控制,所以要正确研究系统的信息流通与信息的交换。信息论着眼于对信息的认识(描述和度量)。控制论则着眼于信息的利用(处理和控制)。在某种意义上可以认为,控制论是建筑在信息论的基础上。这个信息的变换过程,可以简化为信息→输入→存贮→处理→输出→信息。在这个过程中存在着反馈信息。

4、③反馈的观点。反馈的概念是控制论中广泛应用的一种原理和方法。几乎一切控制都带有反馈。系统输送出的信息(又称给定信息)作用于被控制对象后产生的结果(真实信息)再输送回来,并对信息的再输出发生影响。人们常把这种过程叫反馈。反馈又称“回输”。

5、反馈有正反馈与负反馈两种。凡是反馈(回输)信息与原输入信息起相同作用,使总输出增大,叫正反馈,凡是反馈(回输)信息与原输入信息起相反作用,使总输出减少,叫负反馈。反馈原理就是原因和结果不断的相互作用,以完成一个共同功能目的。这是控制论的核心思想。

6、④调控的观点。控制论的最终目的是要对系统实行最优控制,根据反馈原理,调整各部分的功能,以达到系统的最佳状态、最佳效果。

7、控制论于40年代末诞生至今,大致经历了三个发展时期:①经典控制论时期(40年代末~50年代),主要应用于军事与工业生产领域的各种自动调节系统;②现代控制论时间(60年代),控制范围从单变量控制向多变量控制发展,广泛应用于军事与工业生产和科研领域,如导弹系统、人造卫星、航天系统等;③大系统理论时期(70年代至今),控制论已经从工程控制领域深入发展到生物领域、经济领域、社会领域和思维领域,形成了工程控制论、生产控制论、社会控制论、人工智能控制论等分支学科。

二、管理控制理论有哪些

管理学中控制理论有现代控制理论、经典控制理论、非线性控制理论、智能控制。

即最优控制理论。这种理论在60年代初开始获得实际应用。这就改变了经典控制理论以稳定性和动态品质为中心的设计方法,而是以系统在整个工作期间的性能作为一个整体来考虑,寻求最优控制规律,从而可以大大改善系统的性能。

最优控制理论用于发动机燃料和转速控制、轨迹修正最小时间控制、最优航迹控制和自动着陆控制等方面都取得了明显的成果。

即古典控制理论,也称为自动控制理论。时域、频域的经典分析与设计根轨迹法PID控制Wiener滤波数字控制、Dalin控制、Smith控制、解耦控制、串级控制等。

非线性系统理论滑膜变结构Backstepping等。

模糊控制神经网络GA等一系列启发式算法以及最近兴起的机器学习为基础的控制方法,包括仿人智能控制等。

控制理论是讲述系统控制科学中具有新观念、新思想的理论研究成果及其在各个领域中,特别是高科技领域中的应用研究成果,但是在民用领域即实际生活中有很严重的脱节。

飞行器控制技术的进步是与自动控制理论的发展密切相关的。控制理论在飞行器控制技术方面获得了广泛的应用,取得了许多重要成果。

(1)不仅适用于SISO线性定常系统,而且易于推广到MIMO系统、时变系统和非线性系统等,显示了该方法有更强的描述系统的动态特性行为的能力,所能处理的系统的范围更大。

(2)利用时间域法容易给人以时间上的清晰性能指标,如最快、最小能量等,易于理解接受和优化设计。

(3)易于考虑系统的初始条件,使得所设计的控制系统有更高的精度和更佳的性能品质指标。

(4)易于用计算机进行系统分析计算和实现计算机控制,显示了所设计的控制系统的实现具有极大的可行性、优越性、先进性。

三、现代控制理论包含哪些内容

1、其实就是现代控制理论的三个基本内容:多变量线性系统理论、最优控制理论以及最优估计与系统辨识理论。

2、 2 0世纪50年代以后,随着航天等技术的发展和控制理论应用范围的扩大,经典线性控制理论的局限性日趋明显,它既不能满足实际需要,也不能解决理论本身提出的一些新问题。这种状况推动线性系统的研究,在1960年以后从经典阶段发展到现代阶段。美国学者R.E.卡尔曼首先把状态空间法应用于对多变量线性系统的研究,提出了能控性和能观测性这两个基本概念,并提出相应的判别准则。1963年他又和E.G.吉尔伯特一起得出揭示线性系统结构分解的重要结果,为现代线性系统理论的形成和发展作了开创性的工作。1965年以后,现代线性系统理论又有新发展。出现了线性系统几何理论、线性系统代数理论和多变量频域方法等研究多变量系统的新理论和新方法。随着计算机技术的发展,以线性系统为对象的计算方法和计算机辅助设计问题也受到普遍重视。

3、这方面的开创性工作主要是由贝尔曼(R.E.Bellman)提出的动态规划和庞特里亚金等人提出的最大值原理。这方面的先期工作应该追溯到维纳(N.Wiener)等人奠基的控制论(Cybernetics)。1948年维纳发表了题为《控制论—关于动物和机器中控制与通讯的科学》的论文,第一次科学的提出了信息、反馈和控制的概念,为最优控制理论的诞生和发展奠定了基础。

4、最优控制理论所研究的问题可以概括为:对一个受控的动力学系统或运动过程,从一类允许的控制方案中找出一个最优的控制方案,使系统的运动在由某个初始状态转移到指定的目标状态的同时,其性能指标值为最优。这类问题广泛存在于技术领域或社会问题中。

5、例如,确定一个最优控制方式使空间飞行器由一个轨道转换到另一轨道过程中燃料消耗最少,选择一个温度的调节规律和相应的原料配比使化工反应过程的产量最多,制定一项最合理的人口政策使人口发展过程中老化指数、抚养指数和劳动力指数等为最优等,都是一些典型的最优控制问题。最优控制理论是50年代中期在空间技术的推动下开始形成和发展起来的。苏联学者Л.С.庞特里亚金1958年提出的极大值原理和美国学者R.贝尔曼1956年提出的动态规划,对最优控制理论的形成和发展起了重要的作用。线性系统在二次型性能指标下的最优控制问题则是R.E.卡尔曼在60年代初提出和解决的。

6、根据系统的输入输出时间函数来确定描述系统行为的数学模型。现代控制理论中的一个分支。通过辨识建立数学模型的目的是估计表征系统行为的重要参数,建立一个能模仿真实系统行为的模型,用当前可测量的系统的输入和输出预测系统输出的未来演变,以及设计控制器。对系统进行分析的主要问题是根据输入时间函数和系统的特性来确定输出信号。对系统进行控制的主要问题是根据系统的特性设计控制输入,使输出满足预先规定的要求。而系统辨识所研究的问题恰好是这些问题的逆问题。通常,预先给定一个模型类μ={M}(即给定一类已知结构的模型),一类输入信号u和等价准则J=L(y,yM)(一般情况下,J是误差函数,是过程输出y和模型输出yM的一个泛函);然后选择使误差函数J达到最小的模型,作为辨识所要求的结果。系统辨识包括两个方面:结构辨识和参数估计。在实际的辨识过程中,随着使用的方法不同,结构辨识和参数估计这两个方面并不是截然分开的,而是可以交织在一起进行的。

四、控制理论都包括哪些内容应该怎样进行学习

1、控制理论(包括经典控制理论和现代控制理论)

2、控制理论是讲述系统控制科学中具有新观念、新思想的理论研究成果及其在各个领域中,特别是高科技领域中的应用研究成果,但是在民用领域即实际生活中有很严重的脱节。

3、首先,必须明确它是理论性较强的工程学科课程。《自动控制理论》是一门主要研究自动控制系统基础理论、系统分析和设计本技术的专业基础课程,也是自动控制相关专业的一门重要的基础理论课程,与工程实践密不可分。课程目的和任务是使自动化专业的本科生学习《自动控制理论》的基础理论、控制系统的基本分析和设计方法,为今后的学习奠定扎实的基础。继续学习相关课程后,能够及从事国民经济、国防和科研各部门的运动控制、过程控制、机器人智能控制、导航制导与控制、现代集成制造系统、模式识别与智能系统、生物信息学、人工智能及神经网络、系统工程理论与实践、新型传感器、电子与自动检测系统、复杂网络与计算机应用系统等领域的科学研究、技术开发、教学及管理工作。

4、其次,针对该课程的特点,学习方法建议如下:

5、1.根据课程进程表顺序安排学习内容

6、《自动控制理论》课程是一门内容庞杂、信息量大的课程,因此,应该按照课程进程顺序进行学习,由浅入深,注重基础知识,包括基本概念、基本定理等都是非常必要的。否则,不重视前面基础内容的学习,将会给后续内容学习带来困难。

7、2.结合实验,加深对理论知识的理解,加强工程实际设计能力

8、《自动控制理论》课程另配有《自动控制理论实验》实验课程。必作实验内容有:控制系统的数学模型;典型二阶系统的欠阻尼响应;控制系统稳定性分析;控制系统频率特性;连续系统串联校正;典型非线性环节;随动系统模拟PID校正环节的研究与设计;随动系统数字PID校正环节的研究与设计;倒立摆演示实验。

9、实验前要认真阅读实验指导书,实验时认真操作

10、,实验后认真完成实验报告,及时分析、总结实验结果。实验过程中,学生可以通过验证、设计和调试程序等实验环节,达到进一步巩固和理解课堂上讲授的知识,提高学生动手实践能力和工程实际设计能力。通过实践环节,使学生能够在观察现象、提出问题、分析问题和解决问题方面得到能力上的培养和锻炼。

11、《自动控制理论》课程内容庞杂、知识点多,概念多,各部分内容相互交叉,工程实践性强。所以在学习过程的对每一阶段学习都应进行归纳总结。这不仅可以帮助学好《自动控制理论》课程,更可以培养良好的学习习惯。

12、《自动控制理论》课程以课堂教学为主,辅以多媒体图形或曲线,帮助学生加深理解。同时,包含重点例题重点讲解环节。

13、为启发学生解决综合性习题的能力,课堂上必要时会采用讨论方式。学生应认真对待和参与课堂讨论,在勇于表达自己观点的同时,实际上这也是努力思考的过程。同时,要倾听其他同学的观点,开阔思路,学会从不同角度考虑问题,这样对所学的的知识掌握得更牢固更深入。

关于控制理论有哪些控制的内容到此结束,希望对大家有所帮助。

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