【正文】 論文和他的穩(wěn)定性判據(jù)。 經(jīng)典控制理論的發(fā)展 穩(wěn)定性的早期發(fā)展 3 ? 1895年，瑞士數(shù)學(xué)家 A. Hurwitz在不了解 Routh工作的情況下，獨(dú)立給出了根據(jù)多項式的系數(shù)決定多項式的根是否都具有負(fù)實(shí)部的另一種方法 (Hurwitz A. On the conditions under which an equation has only roots with negative real parts. Mathematische Annelen,:273284,1895)。 三部經(jīng)典著作 ? 信息論開端： 1948年香農(nóng) ()的發(fā)表在《 貝爾系統(tǒng)技術(shù)雜志 》 上的論文 《 A Mathematical Theory of Communication》 ? 控制論創(chuàng)立 : 1948年維納（ N. Wienner）的經(jīng)典論著： 《 Cyberics or Control and Communication in the animal and the machines》 ? 工程控制論： 1954年錢學(xué)森 (Tsien H S)的著作《 Engineering Cyberics》 二 自動控制 技術(shù)的早期發(fā)展 數(shù)千年的歷史 ? “控制 ”：本身反映人們對征服自然與外在的渴望，“控制理論與技術(shù)”也自然地在人類認(rèn)識自然與改造自然的歷史中發(fā)展； ? 具有反饋控制原理的控制裝置：古代的計時器 “水鐘 ”( “刻漏 ”，也叫 “漏壺 ” )； ? 公元前三世紀(jì)中葉，亞歷山大里亞城的 Ctesibius首先在受水壺中使用了浮子，具有負(fù)反饋的思想； ? 北宋時期，蘇頌等于 1086年 1090年在開封建成 “水運(yùn)儀象臺”，相當(dāng)準(zhǔn)確地跟蹤天體的運(yùn)行； ? 1765年俄國的波爾祖諾夫（ Polzunov ）發(fā)明了蒸汽機(jī)鍋爐的水位自動調(diào)節(jié)器（在俄國被認(rèn)為是世界上的第一個自動調(diào)節(jié)器）。 ? 1948年維納發(fā)表 《 控制論 》 ，控制科學(xué)誕生。陸續(xù)舉行的討論會，對控制論的產(chǎn)生起了推動作用。 控制論由工程控制論、生物控制論向經(jīng)濟(jì)控制論、社會控制論發(fā)展。其意義在于將當(dāng)時各種有關(guān)穩(wěn)定性的孤立的結(jié)論和非系統(tǒng)的結(jié)果統(tǒng)一起來，開始建立有關(guān)動態(tài)穩(wěn)定性的系統(tǒng)理論。 ? 負(fù)反饋放大器 : 1928年， Harold Black(18981983)首先 提出了基于誤差補(bǔ)償?shù)那梆伔糯笃?，在此基礎(chǔ)上最終提出了負(fù)反饋放大器并對其進(jìn)行了 數(shù)學(xué)分析 經(jīng)典控制理論的發(fā)展 ? 反饋放大器的振蕩問題：實(shí)用化困難 ? 1932年， Nyquist發(fā)表了包含著名的 “乃奎斯特判據(jù) ” (Nyquist criterion)的論文，并在 1934年加入了 Bell Labs。用方框圖、環(huán)節(jié)、輸入和輸出等信息傳輸?shù)母拍顏砻枋鱿到y(tǒng)的性能和關(guān)系，從而把原來由研究反饋放大器穩(wěn)定性而建立起來的頻率法抽象化，并更有普遍意義。 ? 重要貢獻(xiàn)： Nyquist和 Shannon。 脈沖控制理論的建立 2 經(jīng)典控制理論的發(fā)展 ? 回顧脈沖控制理論的發(fā)展，盡管俄國的崔普金等都做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)，但建立脈沖理論的許多工作都是由 美國哥倫比亞大學(xué)的拉格茲尼和他的博士生們 完成的。 數(shù)學(xué)工具 — 線性微分方程和基于拉普拉斯變 換的傳遞函數(shù) 研究對象 三大分析方法： 研究對象和范圍有限 — 單輸入 — 單輸出的線性定常系統(tǒng) 時域分析法、頻率特性分析法和根軌跡分析法 — 難于解決復(fù)雜問題，如時變，多變量等 開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng) 控制器 受控對象 控制量 輸入量 輸出量 (a) 開環(huán)控制系統(tǒng) 控制量 輸入量 輸出量 (b) 閉環(huán)控制系統(tǒng) 反饋元件 ﹢ ﹣ 控制器 受控對象 開環(huán)控制系統(tǒng) 特點(diǎn)： 缺點(diǎn)： — 最簡單的控制方式 ● 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)容易、成本低、不存在穩(wěn)定性問題 ● 信號傳遞沒有形成閉合回路 ● 輸出量不能對控制量產(chǎn)生 影響。 狀態(tài)空間 ?外部描述 —— 傳遞函數(shù) ：不表征系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和內(nèi)部變量，只反映外部變量組輸入與輸出間的因果關(guān)系 ?內(nèi)部描述 —— 狀態(tài)空間 ， 能夠完全表征系統(tǒng)的一切動力學(xué)特征： 不完全描述 完全描述 傳遞函數(shù)： 初始條件為零 的線性定常系統(tǒng)輸出的拉普拉 斯變換與輸入的拉普拉斯變換之比。采樣控制處理的是采樣信號。 到了二十世紀(jì)，工程技術(shù)不斷提出新的任務(wù)： 車間調(diào)度控制：工程上為 FMS及 CIMS，理論上出現(xiàn)了 DEDS（離散事件動態(tài)系統(tǒng)）理論。 醫(yī)學(xué)控制：血管內(nèi)的 “ 聰明藥 ” 具有對可能發(fā)生阻塞部位進(jìn)行修整的能力。而 Black最早提出負(fù)反饋放大器的思想，但本人理論基礎(chǔ)較差，頻域理論卻是在 Nyquist和 Bode等的努力下建立的。 因此 ， 有人說： “ 自動化走進(jìn)了死胡同 ” 。 不可否認(rèn)的是在相當(dāng)長的一段時間內(nèi) ， 對重大實(shí)際需求的拉動作用有或多或少的忽視