6現(xiàn)代控制理論心得(編輯修改稿)
2025-09-19 16:59 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 掌握，學完之后，感覺如何應用用現(xiàn)代控制論的基本原理去解決生產(chǎn)實際問題則更困難。 綜述 60 年代產(chǎn)生的控制理論是以狀態(tài)變量概念為基礎，利用現(xiàn)代數(shù)學方法和計算機來分析、綜合復雜控制系統(tǒng)的新理論，適用于多輸入、多輸出，時變的或非線性系統(tǒng)。飛行器及其控制系統(tǒng)正是這樣的系統(tǒng)。應用控制理論對它進行分析、綜合能使飛行器控制系統(tǒng)的性能達到新的水平。從 60 年代 “ 阿波羅 ” 號飛船登 第 6 頁 共 12 頁 月， 70 年代 “ 阿波羅 ” 號飛船與 “ 聯(lián)盟 ” 號飛船的 對接，直到80 年代航天飛機的成功飛行，都是與控制理論和計算機的應用分不開的。在控制精度方面，應用控制理論、計算機和新型元、部件，使洲際導彈的命中精度由幾十公里減小到百米左右。 控制理論的核心之一是最優(yōu)控制理論。這種理論在 60 年代初開始獲得實際應用。這就改變了經(jīng)典控制理論以穩(wěn)定性和動態(tài)品質(zhì)為中心的設計方法，而是以系統(tǒng)在整個工作期間的性能作為一個整體來考慮，尋求最優(yōu)控制規(guī)律，從而可以大大改善系統(tǒng)的性能。最優(yōu)控制理論用于發(fā)動機燃料和轉(zhuǎn)速控制、軌跡修正最小時間控制、最優(yōu)航跡控制和自動著陸控制等方面都取得了 明顯的成果。 控制理論的另一核心是最優(yōu)估計理論（卡爾曼濾波）。它為解決飛行器控制中的隨機干擾和隨機控制問題提供一種有力的數(shù)學工具?？柭鼮V波突破了維納 3[鍵入文字 ] 濾波的局限性，適用于多輸入、多輸出線性系統(tǒng)，平穩(wěn)或非平穩(wěn)的隨機過程，在飛行器測軌 跟蹤、控制攔截和會合等方面得到廣泛應用。 一、現(xiàn)代控制理論的發(fā)展過程 現(xiàn)代控制理論是在 20世紀 50年代中期迅速興起的空間技術的推動下發(fā)展起來的?？臻g技術的發(fā)展迫切要求建立新的控制原理，以解決諸如把宇宙火箭和人造衛(wèi)星用最少燃料 或最短時間準 第 7 頁 共 12 頁 確地發(fā)射到預定軌道一類的控制問題。這類控制問題十分復雜，采用經(jīng)典控制理論難以解決。 1958 年，蘇聯(lián)科學家 . 龐特里亞金提出了名為極大值原理的綜合控制系統(tǒng)的新方法。在這之前，美國學者 1954 年創(chuàng)立了動態(tài)規(guī)劃，并在 1956年應用于控制過程。他們的研究成果解決了空間技術中出現(xiàn)的復雜控制問題，并開拓了控制理論中最優(yōu)控制理論這一新的領域。1960～ 1961 年，美國學者 布什濾波理論，因而有可能有效地考慮控制問題中所存在的隨機噪聲的影響，把控制理論的研 究范圍擴大，包括了更為復雜的控制問題。幾乎在同一時期內(nèi)，貝爾曼、卡爾曼等人把狀態(tài)空間法系統(tǒng)地引入控制理論中。狀態(tài)空間法對揭示和認識控制系統(tǒng)的許多重要特性具有關鍵的作用。其中能控性和能觀測性尤為重要，成為控制理論兩個最基本的概念。到 60 年代初，一套以狀態(tài)空間法、極大值原理、動態(tài)規(guī)劃、卡爾曼 布什濾波為基礎的分析和設計控制系統(tǒng)的新的原理和方法已經(jīng)確立，這標志著現(xiàn)代控制理論的形成。 二、現(xiàn)代控制理論的學科內(nèi)容 現(xiàn)代控制理論所包含的學科內(nèi)容十分廣泛，主要的方面有。線性系統(tǒng)理論、非線性系統(tǒng)理論、最 優(yōu)控制理論、隨機控制理論和適應控制理論。 線性系統(tǒng)理論
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