第一章 控制理論的發(fā)展歷程簡(jiǎn)介

第一章緒論

1.1控制理論的發(fā)展歷程簡(jiǎn)介1.2現(xiàn)代控制理論的主要內(nèi)容1.1控制理論的發(fā)展歷程簡(jiǎn)介1.1.1經(jīng)典控制理論

⑴形成和發(fā)展①在20世紀(jì)30-40年代，初步形成。②在20世紀(jì)40年代形成體系。

頻率理論根軌跡法

⑵以SISO線性定常系統(tǒng)為研究對(duì)象。⑶以拉氏變換為工具，以傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)在頻率域中分析與設(shè)計(jì)。⑷經(jīng)典控制理論的局限性

①難以有效地應(yīng)用于時(shí)變系統(tǒng)、多變量系統(tǒng)②難以有效地應(yīng)用于非線性系統(tǒng)。

20世紀(jì)50年代后，隨著航天等技術(shù)發(fā)展和控制理論應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，經(jīng)典線性控制理論的局限性日趨明顯，不能滿足實(shí)際需要，也不能解決理論本身提出的一些問(wèn)題，這就推動(dòng)了線性系統(tǒng)的研究，于是在1960年以后從經(jīng)典階段發(fā)展到現(xiàn)階段。美國(guó)學(xué)者R.E.卡爾曼首先把狀態(tài)空間法應(yīng)用于多變量線性系統(tǒng)的研究，提出了能控性和能觀測(cè)性兩個(gè)基本概念。20世紀(jì)60年代以后，現(xiàn)代線性系統(tǒng)理論又有了新發(fā)展，出現(xiàn)了線性系統(tǒng)幾何理論、線性系統(tǒng)代數(shù)理論和多變量頻域方法等研究多變量系統(tǒng)的新理論和新方法。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，以線性系統(tǒng)為對(duì)象的計(jì)算方法和計(jì)算輔助設(shè)計(jì)問(wèn)題也受到普遍的重視。

1.1.2現(xiàn)代控制理論①在20世紀(jì)50年代形成動(dòng)態(tài)規(guī)劃法極大值原理卡爾曼濾波②上世紀(jì)60年代末至80年代迅速發(fā)展。非線性系統(tǒng)大系統(tǒng)智能系統(tǒng)

1.1.2現(xiàn)代控制理論⑴現(xiàn)代控制理論的形成和發(fā)展

(2)以MIMO線性、非線性、時(shí)變與非時(shí)變系統(tǒng)為主要研究對(duì)象。(3) 以線性代數(shù)和微分方程為工具，以狀態(tài)空間法為基礎(chǔ)。

1.1.3上世紀(jì)80年代以來(lái)出現(xiàn)了新的控制思想和控制理論(1) 多變量頻率域控制理論。(2) 模糊控制理論。(3)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制理論。(4)智能控制（專家系統(tǒng)、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制…）1.2現(xiàn)代控制理論的主要內(nèi)容⑴線性系統(tǒng)理論以狀態(tài)空間法為主要工具研究多變量線性系統(tǒng)的理論。與經(jīng)典線性控制理論相比，現(xiàn)代線性系統(tǒng)主要特點(diǎn)：研究對(duì)象一般是多變量線性系統(tǒng)，而經(jīng)典線性理論則以單輸入單輸出系統(tǒng)為對(duì)象；除輸入和輸出變量外，還描述系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)的變量；在分析和綜合方面以時(shí)域方法為主而經(jīng)典理論主要采用頻域方法；使用更多數(shù)據(jù)工具。1.2現(xiàn)代控制理論的主要內(nèi)容⑵最優(yōu)濾波理論濾波是將信號(hào)中特定波段頻率濾除的操作，是抑制和防止干擾的一項(xiàng)重要措施。分經(jīng)典濾波和現(xiàn)代濾波。卡爾曼濾波:最優(yōu)濾波一定是“漸近穩(wěn)定”的。大致說(shuō)來(lái)，就是由初始誤差、舍入誤差及其他的不準(zhǔn)確性所引起的效應(yīng)，將隨著濾波時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸消失或趨于穩(wěn)定,不致形成誤差的積累。1.宇2現(xiàn)代載控制柿理論阿的主佳要內(nèi)制容⑶驚系統(tǒng)寇辨識(shí)根據(jù)按系統(tǒng)細(xì)的輸母入輸槽出時(shí)潤(rùn)間函葛數(shù)來(lái)駁確定刑描述冬系統(tǒng)鮮行為為的數(shù)圣學(xué)模窄型，舞是現(xiàn)驢代控較制理光論中訂的一真?zhèn)€分霧支。傻對(duì)系料統(tǒng)進(jìn)餅行分中析的擱主要址問(wèn)題業(yè)是根姥據(jù)輸困入時(shí)壟間函軋數(shù)和哪系統(tǒng)桑的特?fù)苄詠?lái)府確定柱輸出舍信號(hào)用。對(duì)沈系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行泥控制利的主海要問(wèn)循題是咬根據(jù)鹽系統(tǒng)駕的特乖性設(shè)信計(jì)控設(shè)制輸冷入，嘆使輸做出滿應(yīng)足預(yù)霸先規(guī)遺定的蔑要求只。1.鋪2現(xiàn)代齡控制泊理論歸的主滑要內(nèi)誼容⑷印最優(yōu)叨控制最優(yōu)望控制緩是現(xiàn)奸代控學(xué)制理柿論的兇核心吃，它蹲研究年的主那要問(wèn)庸題是返：在填滿足掀一定跳約束貍條件洞下，器尋求錢(qián)最優(yōu)懂控制平策略飛，使望得性迎能指臘標(biāo)取栽極大疏值或平極小循值。1.愉2現(xiàn)代秧控制閥理論泥的主衫要內(nèi)兩容⑸膠自適淋應(yīng)控吊制不論紋外界世發(fā)生咽巨大朝變化慌或系赤統(tǒng)產(chǎn)維生不引確定海性，恐控制嬸系統(tǒng)惜能自低行調(diào)隱整參商數(shù)或原產(chǎn)生鴿控制灑作用頑，使思系統(tǒng)他仍能背按某扒一性挪能指窗標(biāo)運(yùn)纏行在猾最佳顫狀態(tài)狡的一古種控苦制方撞法。⑹池非線呀性系飛統(tǒng)理謝論自動(dòng)狼控制狗理論起中，蔥研究言非線葉性系娛統(tǒng)的沫運(yùn)動(dòng)偏規(guī)律勁和分差析方朝法的碗一個(gè)筋分支廚學(xué)科磁。非叫線性辣系統(tǒng)嬌最重牛要的格問(wèn)題擇之一棵