現(xiàn)代控制理論基礎(chǔ)ppt課件(完整版)
【正文】 第三個時期： 大系統(tǒng)理論 、 智能控制理論和復(fù)雜系統(tǒng) 等 （ 20世紀(jì) 60年代至今） 27 從 20世紀(jì) 60年代開始 ， 控制理論進(jìn)入了一個多樣化發(fā)展的時期 。 23 現(xiàn)代控制理論分析和綜合系統(tǒng)的 目的是 在揭示系統(tǒng)內(nèi)在規(guī)律的基礎(chǔ)上 ， 實現(xiàn)系統(tǒng)在某種意義上的最優(yōu)化 ， 同時 ， 使控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不再限于單純的閉環(huán)形式 。 主要數(shù)學(xué)工具 是微分方程 、 拉普拉斯變換和傳遞函數(shù) 。 它不僅已經(jīng)成功地運(yùn)用并滲透到工農(nóng)業(yè) 、 科學(xué)技術(shù) 、 軍事 、 生物醫(yī)學(xué) 、 社會經(jīng)濟(jì)及人類生活等諸多領(lǐng)域 ， 而且在這過程中控制理論也發(fā)展 成為一門內(nèi)涵極為豐富的新興學(xué)科 。 1875年 ， 英國的勞斯 （ ,18311907） ， 1995年 ， 德國的赫爾維茨 （ ， 18591919） ,先后分別提出根據(jù)代數(shù)方程系數(shù)判別系統(tǒng)穩(wěn)定性的一般準(zhǔn)則 。 人類發(fā)明具有 “ 自動 ” 功能的裝置 的歷史可以追溯到公元前 14－ 11世紀(jì)的中國 、 埃及和巴比倫出現(xiàn)的銅壺滴漏計時器 。 公元前 4世紀(jì) ， 希臘柏拉圖 （ Platon,公元前 47－公元前 347） 首先使用了 “ 控制論 ” 一詞 。 12 20世紀(jì) 20年代 ， 電子技術(shù)得到了迅速發(fā)展 ， 促進(jìn)了信息處理和自動控制及其理論的發(fā)展 。 15 控制理論的發(fā)展一般劃分為三個時期 經(jīng)典控制理論 (19301950) 現(xiàn)代控制理論 （ 20世紀(jì) 5070年代 ） 大系統(tǒng)理論 、 智能控制理論 、 復(fù)雜系統(tǒng) 等 （ 20世紀(jì) 60年代至今 ） 16 第一個時期： 經(jīng)典控制理論 (19301950) 17 經(jīng)典控制理論主要解決 單變量控制系統(tǒng) 的 分析與設(shè)計 ，研究的對象主要 是 線性定常系統(tǒng) 。 主要研究方法 是時域法 、 頻域法和根軌跡法 。 這個時期的主要代表人物有美國的貝爾曼 （ R. Bellman） 、 原蘇聯(lián)的龐特里亞金和美籍匈牙利人 卡爾曼（ ） 等人 。 它不僅涉及系統(tǒng)辨識和建模 、 統(tǒng)計估計和濾波 、 最優(yōu)控制 、 魯棒控制 、 自適應(yīng)控制 、 智能控制及控制系統(tǒng) CAD等理論和方法 。 30 1968年 ， 美籍華人傅京孫 （ ） 教授和桑托斯（ ） 等人提出運(yùn)用模糊神經(jīng)元概念研究復(fù)雜大系統(tǒng)行為 ， 正式提出了智能控制就是 人工智能技術(shù)與控制理論的交叉 ， 并 創(chuàng)立了人－機(jī)交互式分級遞階智能控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 。 若模型的結(jié)構(gòu)和參數(shù)需同時確定 ， 就是 系統(tǒng)辨識 問題 。 41 自適應(yīng)控制 所謂自適應(yīng)控制 ， 是 隨時 辨識系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 ， 并按照 當(dāng)前 的模型 去修改 最優(yōu)控制律 。 42 自適應(yīng)控制的兩大基本類型是： (1) 模型參考自適應(yīng) (2) 自校正控制 近期自適應(yīng)理論的發(fā)展包括： (1) 廣義預(yù)測控制 (2) 魯棒穩(wěn)定的自適應(yīng)系統(tǒng) (3) 引入了人工智能技術(shù)的自適應(yīng)控制等 。 當(dāng)系統(tǒng)受到環(huán)境噪聲或負(fù)載干擾時 ， 其不確定性可以用概率或統(tǒng)計的方法進(jìn)行描述或處理 。 32 三 現(xiàn)代控制理論的主要內(nèi)容 33 線性系統(tǒng)理論 線 性系統(tǒng)理論是現(xiàn)代控制理論的基礎(chǔ) ， 也是現(xiàn)代控制理念中最完善 、 技術(shù)上較成熟 、 應(yīng)用也最廣泛的部分 。 28 例如 ， 在 20世紀(jì) 70年代以來形成的大系統(tǒng)理論主要是解決大型工程和社會經(jīng)濟(jì)中信號處理
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