【正文】
rol of plex systems. Applications of modern control theory to such nonengineering fields as biology, economics, medicine, and sociology are now under way, and interesting and significant results can be expected in the near future. Next we shall introduce the terminology necessary to describe control systems. Plants. A plant is a piece of equipment, perhaps just a set of machine parts functioning together, the purpose of which is to perform a particular operation. Here we shall call any physical object to be controlled (such as a heating furnace, a chemical reactor, or a spacecraft) a plant. Processes. The MerriamWebster Dictionary defines a process to be a natural, progressively continuing operation or development marked by a series of gradual changes that succeed one another in a relatively fixed 3 way and lead toward a particular result or end。 除它的在空間 領(lǐng)域應(yīng)用 的極端重要性之外 ,在 導(dǎo)彈 制 導(dǎo)和航空器的駕駛系統(tǒng)等等,自動(dòng)控制成為了重要和整體 的 部分 、 現(xiàn)代 制造 和工業(yè)生產(chǎn)方法。加工 、裝卸 和在制造工業(yè) 生產(chǎn)流水線 部分 和 許多其他 方 面 。 提高質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本,擴(kuò)大生產(chǎn)速度,減輕許多例行性,重復(fù)性的手工操作等,大部分工程師和科學(xué)家們現(xiàn)在 在 這一領(lǐng)域必須有一個(gè)良好的了解 和 合作。在控制理論初期發(fā)展階段的其他重大工程,是 出 于米諾爾斯基 、 哈森和奈奎斯特等等。早在 1934年 , 哈森 將 術(shù)語(yǔ) 差補(bǔ) 引入了 位置控制系統(tǒng),討論了設(shè)計(jì) 適應(yīng) 變化的輸 入 的 伺服繼電器。從 1940年底至 1950年初,根軌跡法在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 得到 充分的發(fā)展。這種系統(tǒng), 是 在一般情況,而不是在任何意義上的 最優(yōu) 。 一個(gè) 現(xiàn)代 裝置有 許多 輸 入和 輸 出,變得越來(lái)越復(fù)雜,描述一個(gè)現(xiàn)代控制系統(tǒng)需要大量的方程。自約 1960年,現(xiàn)代控制理論已經(jīng)成功發(fā)展 ,以應(yīng)付日益復(fù)雜的現(xiàn)代 裝置 , 以及精 度 、 重量和工業(yè)應(yīng)用 方面的 嚴(yán)格規(guī)定。在現(xiàn)代控制理論最近期的發(fā)展,可 以 說(shuō)是在既定方向上的最優(yōu)控制方 面 的確 定性和隨機(jī)性系統(tǒng),以及自適應(yīng)和學(xué)習(xí)控制的復(fù)雜系統(tǒng)。 其次,我們應(yīng)引進(jìn)必要的術(shù)語(yǔ)來(lái)描述控制系統(tǒng)。 在這兒我們將被控制 (例如熱化熔爐、一個(gè)化學(xué)反應(yīng)器或者航天器 ) 的所有物體 叫做裝置 。其特征是一系列漸進(jìn)的變化以相對(duì)固定的方式相繼發(fā)生在操作或演變進(jìn)程中,并產(chǎn)生特定的效果或結(jié)果;或者是人為或自發(fā)的、持續(xù)性的由一系列產(chǎn)生特定結(jié)果的被控操作或動(dòng)作組成的工序。 系統(tǒng) .系統(tǒng)是一起行動(dòng)并且執(zhí)行某一 目的的 組分的組合。因此,詞 “system” 應(yīng)該解釋 為 暗示物理 、生物 、 經(jīng)濟(jì)等等系統(tǒng)。 如果干擾在系統(tǒng)之內(nèi)引起,它稱內(nèi)部 干擾; 而一個(gè)外在干擾在系統(tǒng)之 外引起并且是輸入 。 這里,變化莫測(cè)的干擾 (即,那些 預(yù) 先未知 的參 數(shù) )被同樣地選定,因?yàn)榕c可預(yù)測(cè)或已知的干擾,包括與系統(tǒng)的 補(bǔ) 償總是可能的, 使得 測(cè)量是多余的。 7 注意反饋控制系統(tǒng) 并 沒(méi)有被限制 在 工程學(xué)的領(lǐng)域, 而 是能在各種各樣的 非工程學(xué) 領(lǐng)域例如經(jīng)濟(jì)和生物 中 找到。這個(gè)運(yùn)輸和化學(xué)制品反應(yīng)網(wǎng)絡(luò) 中,過(guò)程 控制介入各種各樣的控制回路。 伺服系統(tǒng) .伺服 系統(tǒng) 是 輸出 是一些 位移 、速度或者加速度的反饋控制系統(tǒng)。 伺服 系統(tǒng)廣泛應(yīng) 用于現(xiàn)代產(chǎn)業(yè) 。 自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng) .一個(gè)自動(dòng)調(diào) 節(jié) 的系統(tǒng)是參考輸入或期望 輸出 是常數(shù)或隨時(shí)間 緩 慢變化的反饋控制系統(tǒng),并且在 出現(xiàn) 干擾 之 前 保持 實(shí) 際 輸出為 期望值。在這個(gè)系統(tǒng),溫度 設(shè)置 (期望溫度 )與實(shí)際室溫比較。系統(tǒng) 將盡 量 維 持 期望室溫在 不斷 變化的室外溫度 之 上。 過(guò)程控制 .過(guò)程控制是輸出為溫度、壓力、流量、液位或 pH 值等變量的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)稱為過(guò)程控制系統(tǒng)。 過(guò)程 控制例如的熱化熔爐溫度控制系統(tǒng) , 根據(jù) 預(yù)置程序進(jìn)行 熔爐溫度 控制,就是 這樣系統(tǒng)。 這樣 的過(guò)和 控制調(diào)整點(diǎn)根據(jù) 預(yù)置程序 變化。值得注意的是,多數(shù) 過(guò)程 控制系統(tǒng)包括伺服 裝置 作為整體 的一