6現(xiàn)代控制理論心得-文庫(kù)吧資料
2024-09-19 16:59本頁(yè)面
【正文】 爾曼 布什濾波為基礎(chǔ)的分析和設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的新的原理和方法已經(jīng)確立，這標(biāo)志著現(xiàn)代控制理論的形成。狀態(tài)空間法對(duì)揭示和認(rèn)識(shí)控制系統(tǒng)的許多重要特性具有關(guān)鍵的作用。1960～ 1961 年，美國(guó)學(xué)者 布什濾波理論，因而有可能有效地考慮控制問(wèn)題中所存在的隨機(jī)噪聲的影響，把控制理論的研 究范圍擴(kuò)大，包括了更為復(fù)雜的控制問(wèn)題。在這之前，美國(guó)學(xué)者 1954 年創(chuàng)立了動(dòng)態(tài)規(guī)劃，并在 1956年應(yīng)用于控制過(guò)程。這類控制問(wèn)題十分復(fù)雜，采用經(jīng)典控制理論難以解決。 一、現(xiàn)代控制理論的發(fā)展過(guò)程 現(xiàn)代控制理論是在 20世紀(jì) 50年代中期迅速興起的空間技術(shù)的推動(dòng)下發(fā)展起來(lái)的。它為解決飛行器控制中的隨機(jī)干擾和隨機(jī)控制問(wèn)題提供一種有力的數(shù)學(xué)工具。最優(yōu)控制理論用于發(fā)動(dòng)機(jī)燃料和轉(zhuǎn)速控制、軌跡修正最小時(shí)間控制、最優(yōu)航跡控制和自動(dòng)著陸控制等方面都取得了 明顯的成果。這種理論在 60 年代初開始獲得實(shí)際應(yīng)用。在控制精度方面，應(yīng)用控制理論、計(jì)算機(jī)和新型元、部件，使洲際導(dǎo)彈的命中精度由幾十公里減小到百米左右。應(yīng)用控制理論對(duì)它進(jìn)行分析、綜合能使飛行器控制系統(tǒng)的性能達(dá)到新的水平。 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(chǔ)，利用現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法和計(jì)算機(jī)來(lái)分析、綜合復(fù)雜控制系統(tǒng)的新理論，適用于多輸入、多輸出，時(shí)變的或非線性系統(tǒng)。 學(xué)習(xí)了這門課程之后，我發(fā)覺(jué)其具有很大的普適性，如微積分、線性代 數(shù)一樣，是解決工程問(wèn)題的工具學(xué)科。它所采用的方法和算法也更適合于在數(shù)字計(jì)算機(jī)上進(jìn)行。在現(xiàn)代控制理論中，對(duì)控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)主要是通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的狀態(tài)變量的描述來(lái)進(jìn)行的，基本的方法是時(shí)間域方法?，F(xiàn) 2[鍵入文字 ] 代控制論面向多變量控制系統(tǒng)的問(wèn)題，它是以矩陣論和線性 第 5 頁(yè) 共 12 頁(yè) 空間理論作為主要數(shù)學(xué)工具，并用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。從經(jīng)典控制論發(fā)展到現(xiàn)代控制論，是人類對(duì)控制技術(shù)認(rèn)識(shí)上的一次飛躍。愛因 斯坦說(shuō)： “ 想象力比知識(shí)更重要 ” 。特別是概念的外延和內(nèi)涵，不能隨意擴(kuò)大或縮小，否則會(huì)在運(yùn)用公式定理去解答復(fù)雜問(wèn)題時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤。這些都是教材中 “ 引而未發(fā) ” 、引人深思的問(wèn)題。在具體運(yùn)算中，又如在觀測(cè)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)同一問(wèn)題，大家所得的 “ 解 ” 互不相同。因?yàn)檫@種判定方法，只給出一個(gè)充分條件，而不是必要條件。又如在構(gòu)造李雅普諾夫（ ）函數(shù)判定線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性時(shí)，如果構(gòu)造 第 4 頁(yè) 共 12 頁(yè) 不出這種函數(shù)，是否就意味著這個(gè)系統(tǒng)不穩(wěn)定了呢。比如，在探討線性系統(tǒng)的傳遞函數(shù)的零極點(diǎn)相消時(shí)，如果潛伏著不穩(wěn)定的振型，從數(shù)字表達(dá)式看不出什么問(wèn)題，但會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。由于作者有豐富的教學(xué)經(jīng) 驗(yàn)與學(xué)術(shù)造詣，能深入淺出闡述問(wèn)題，發(fā)人深省。線性變換的核心思想在于：線性系統(tǒng)的基本性質(zhì)（如能控性、能觀性、極點(diǎn)、傳遞函數(shù)等）在線性變換下都不改變，從而可將系統(tǒng)化為特定形式，使問(wèn)題的研究變得簡(jiǎn)單而透徹。比如，狀態(tài)空間分解就是一種數(shù)學(xué)分析方法。抽象嚴(yán)謹(jǐn)是其本質(zhì)的屬性，一旦體會(huì)到數(shù)學(xué)抽象的豐富含義，再不會(huì)感到枯燥乏味?，F(xiàn)代控制論從自然和社會(huì)現(xiàn)象中抽象出的理想模型，用狀態(tài)空間方法表示，再作
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