【正文】 代數(shù)判據(jù) 。216。 1895年，數(shù)學(xué)家勞斯（ Routh）和赫爾威茨（ Hurwitz）分別獨(dú)立地提出了高階系統(tǒng)的穩(wěn)定性判據(jù)，即 Routh和 Hurwitz判據(jù)。216。 二戰(zhàn)期間（ 19381945年）奈奎斯特（ ）提出了頻率響應(yīng)理論；216。 1948年，伊萬(wàn)斯（ ）提出了根軌跡法。216。 至此，控制理論發(fā)展的第一階段基本完成，形成了以頻率法和根軌跡法為主要方法的經(jīng)典控制理論 。第一章 緒論經(jīng)典控制理論的基本特征（ 1）主要用于線性定常系統(tǒng)的研究，即用于常系數(shù)線性微分方程描述的系統(tǒng)的分析與綜合；（ 2）只用于單輸入，單輸出的反饋控制系統(tǒng)；（ 3）只討論系統(tǒng)輸入與輸出之間的關(guān)系，而忽視系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)，是一種對(duì)系統(tǒng)的外部描述方法。 應(yīng)該指出的是，反饋控制是一種最基本最重要的控制方式，引入反饋信號(hào)后，系統(tǒng)對(duì)來(lái)自內(nèi)部和外部干擾的響應(yīng)變得十分遲鈍，從而提高了系統(tǒng)的抗干擾能力和控制精度。與此同時(shí)，反饋?zhàn)饔糜謳?lái)了系統(tǒng)穩(wěn)定性問(wèn)題，正是這個(gè)曾一度困擾人們的系統(tǒng)穩(wěn)定性問(wèn)題激發(fā)了人們對(duì)反饋控制系統(tǒng)進(jìn)行深入研究的熱情，推動(dòng)了自動(dòng)控制理論的發(fā)展與完善。因此從某種意義上講，古典控制理論是伴隨著反饋控制技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展而逐漸完善和成熟起來(lái)的。第一章 緒論現(xiàn)代控制理論 由于經(jīng)典控制理論只適用于單輸入、單輸出的線性定常系統(tǒng)，只注重系統(tǒng)的外部描述而忽視系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)。因而在實(shí)際應(yīng)用中有很大局限性。 隨著航天事業(yè)和計(jì)算機(jī)的發(fā)展， 20世紀(jì) 60年代初，在經(jīng)典控制理論的基礎(chǔ)上，以線性代數(shù)理論和狀態(tài)空間分析法為基礎(chǔ)的現(xiàn)代控制理論迅速發(fā)展起來(lái)。216。1954年貝爾曼（ )提出動(dòng)態(tài)規(guī)劃理論216。1956年龐特里雅金（ ）提出極大值原理216。1960年卡爾曼（ )提出多變量最優(yōu)控制和最優(yōu)濾波理論 在數(shù)學(xué)工具、理論基礎(chǔ)和研究方法上不僅能提供系統(tǒng)的外部信息（輸出量和輸入量），而且還能提供系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)變量的信息。它無(wú)論對(duì)線性系統(tǒng)或非線性系統(tǒng)，定常系統(tǒng)或時(shí)變系統(tǒng)，單變量系統(tǒng)或多變量系統(tǒng)，都是一種有效的分析方法。第一章 緒論大系統(tǒng)理論 20世紀(jì) 70年代開(kāi)始，現(xiàn)代控制理論繼續(xù)向深度和廣度發(fā)展，出現(xiàn)了一些新的控制方法和理論。如（ 1）現(xiàn)代頻域方法 以傳遞函數(shù)矩陣為數(shù)學(xué)模型，研究線性定常多變量系統(tǒng)；（ 2）自適應(yīng)控制理論和方法 以系統(tǒng)辨識(shí)和參數(shù)估計(jì)為基礎(chǔ)，在實(shí)時(shí)辨識(shí)基礎(chǔ)上在線確定最優(yōu)控制規(guī)律；（ 3）魯棒控制方法 在保證系統(tǒng)穩(wěn)定性和其它性能基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)不變的魯棒控制器，以處理數(shù)學(xué)模型的不確定性。 隨著控制理論應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，從個(gè)別小系統(tǒng)的控制，發(fā)展到若干個(gè)相互關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)組成的大系統(tǒng)進(jìn)行整體控制，從傳統(tǒng)的工程控制領(lǐng)域推廣到包括經(jīng)濟(jì)管理、生物工程、能源、運(yùn)輸、環(huán)境等大型系統(tǒng)以及社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域。 大系統(tǒng)理論是過(guò)程控制與信息處理相結(jié)合的系統(tǒng)工程理論，具有規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能綜合、目標(biāo)多樣、因素眾多等特點(diǎn)。它是一個(gè)多輸入、多輸出、多干擾、多變量的系統(tǒng)。大系統(tǒng)理論目前仍處于發(fā)展和開(kāi)創(chuàng)性階段。 第一章 緒論智能控制 是近年來(lái)新發(fā)展起來(lái)的一種控制技術(shù)，是人工智能在控制上的應(yīng)用。智能控制的概念和原理主要是針對(duì)被控對(duì)象、環(huán)境、控制目標(biāo)或任務(wù)的復(fù)雜性提出來(lái)的，它的指導(dǎo)思想是依據(jù)人的思維方式和處理問(wèn)題的技巧，解決那些目前需要人的智能才能解決的復(fù)雜的控制問(wèn)題。被控對(duì)象的復(fù)雜性體現(xiàn)為 :模型的不確定性，高度非線性，分布式的傳感器和執(zhí)行器，動(dòng)態(tài)突變，多時(shí)間標(biāo)度，復(fù)雜的信息模式，龐大的數(shù)據(jù)量，以及嚴(yán)格的特性指標(biāo)等。智能控制是驅(qū)動(dòng)智能機(jī)器自主地實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)的過(guò)程，對(duì)自主機(jī)器人的控制就是典型的例子而環(huán)境的復(fù)雜性則表現(xiàn)為變化的不確定性和難以辨識(shí)。 智能控制是從 “仿人 ”的概念出發(fā)的。一般認(rèn)為，其方法包括學(xué)習(xí)控制、模糊控制、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制、和專家控制等方法。 第一章 緒論控制的定義 : 控制 :對(duì)對(duì)象施加某種操作，使其產(chǎn)生所期望的行為。 例 .[鋼鐵軋制 ]:軋出厚度一致的高精度鐵板存在溫度控制 ,生鐵成分控制 ,厚度控制 ,張力控制 ,等等。 自動(dòng)控制 :在沒(méi)有人直接參與的情況下，利用外加的設(shè)備或裝置（稱為控制裝置或控制器），使機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程（通稱被控對(duì)象）的某個(gè)工作狀態(tài)或參數(shù)（即被控量）自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行。第一章 緒論例 .典型控制系統(tǒng)：數(shù)控機(jī)床、機(jī)車、船舶及飛機(jī)自動(dòng)駕駛、導(dǎo)彈制導(dǎo)等。例 .控制實(shí)例 液面控制人工控制 自動(dòng)控制第一章 緒論控制論 : 定義：關(guān)于控制原理和控制方法的學(xué)科，研究事物變化和發(fā)展的一般規(guī)律?？刂迫兀罕豢貙?duì)象、控制目標(biāo)、控制裝置控制論強(qiáng)調(diào)：1)所研究的對(duì)象是一個(gè)系統(tǒng)；2)系統(tǒng)在不斷地運(yùn)動(dòng)（經(jīng)歷動(dòng)態(tài)歷程、包括內(nèi)部狀態(tài)和外部行為）；3)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的條件是外因（外界的作用：輸入、干擾）4)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的根據(jù)是內(nèi)因（系統(tǒng)的固有特性）第一章 緒論控制論與其它學(xué)科結(jié)合，形成眾多的分支學(xué)科?？刂普摻?jīng)濟(jì)學(xué)社會(huì)學(xué)生物學(xué)工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)控制論社會(huì)控制論生物控制論工程控制論機(jī)械工程 機(jī)械工程控制論共同的本質(zhì)特點(diǎn)：通過(guò)信息的傳遞、處理與反饋進(jìn)行控制。第一章 緒論二、 機(jī)械工程控制論的研究對(duì)象與任務(wù) 機(jī)械工程控制論研究機(jī)械工程中 廣義系統(tǒng) 的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題 。系統(tǒng) (廣義系統(tǒng) ):按一定的規(guī)律聯(lián)系在一起的元素的集合。第一章 緒論系統(tǒng)框圖如下 : 系統(tǒng)的層次性和相對(duì)性：系統(tǒng)的組成元素也可以是一個(gè)系統(tǒng)（子系統(tǒng)），整個(gè)系統(tǒng)又可以是更上一層系統(tǒng)的組成元素。 廣義系統(tǒng)：具備系統(tǒng)要素的一切事物或?qū)ο螅鐧C(jī)器系統(tǒng)、生命系統(tǒng)、社會(huì)系統(tǒng)、生產(chǎn)系統(tǒng)、思維、學(xué)習(xí)等。 機(jī)械工程中的廣義系統(tǒng)：元件、部件、儀器、設(shè)備、加工過(guò)程、測(cè)量、車間、部門、工廠、企業(yè)、企業(yè)集團(tuán)等。第一章 緒論動(dòng)力學(xué)問(wèn)題 : 　 系統(tǒng)在外界作用（輸入或激勵(lì)、包括外加控制與外界干擾）下，從一定初始狀態(tài)出發(fā)，經(jīng)歷由其內(nèi)部的固有特性（由系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與參數(shù)所決定）所決定的動(dòng)態(tài)歷程（輸出或響應(yīng)）?！　∵@一過(guò)程中， 系統(tǒng) 及其 輸入 、 輸出 三者之間的 動(dòng)態(tài)關(guān)系 即為系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。例 .彈簧－質(zhì)量－阻尼單自由度系統(tǒng)。分析：這是同一個(gè)系統(tǒng)，不同的外界作用第一章 緒論第一章 緒論上式中 y(t)為微分方程的解，顯然它是由系統(tǒng)的初始條件，系統(tǒng)的固有特性，系統(tǒng)的輸入及系統(tǒng)與輸入之間的關(guān)系決定。對(duì)上例，需要研究的問(wèn)題可歸納為以下三類：1)系統(tǒng)的輸入與系統(tǒng)的固有特性如何影響 y(t)，三者之間表現(xiàn)為何種關(guān)系 。2)系統(tǒng)確定并已知時(shí)，對(duì)系統(tǒng)施加何種輸入，能使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)預(yù)期的響應(yīng)。3)對(duì)于確定的輸入，系統(tǒng)應(yīng)具有什么特性，才能使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)預(yù)期的響應(yīng) ?；镜膭?dòng)力學(xué)問(wèn)題 。第一章 緒論注意： 系統(tǒng)的初始狀態(tài)也可視為一種特殊的輸入，即初始輸入或初始激勵(lì)。當(dāng)初態(tài)不為 0時(shí)