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簡述自動控制系統發展的四個階段

1、早期控制?

早在古代,勞動人民就憑借生產實踐中積累的豐富經驗和對反饋的直觀認識,發明了許多著閃爍控制理論智慧火花的傑作。如果要追溯自動控制技術的發展史,早在兩千年前人類就有了自動控制技術的萌芽。

2、經典控制理論

自動控制理論是與人類社會發展密切聯系的壹門學科,是自動控制科學的核心自從19世紀Maxwell對具有調速器的蒸汽發動機系統進行線性常微分方程描述及穩定性分析以來。

經過20世紀初Nyquist,Bode,Harris,Evans,Wienner,Nichols等人的傑出貢獻,終於形成了經典反饋控制理論基礎,並於50年代趨於成熟。

特點是以傳遞函數為數學工具,采用頻域方法,主要研究單輸入單輸出線性定常控制系統的分析與設計,但它存在著壹定的局限性,即對多輸入多輸出系統不宜用經典控制理論解決,特別是對非線性時變系統更是無能為力。

3、現代控制理論

隨著20世紀40年代中期計算機的出現及其應用領域的不斷擴展,促進了自動控制理論朝著更為復雜也更為嚴密的方向發展,特別是在Kalman提出的可控性和可觀測性概念以及提出的極大值理論的基礎上,在20世紀5060年代開始出現了以狀態空間分析(應用線性代數)為基礎的現代控制理論。

現代控制理論本質上是壹種時域法,其研究內容非常廣泛,主要包括三個基本內容:多變量線性系統理論最優控制理論以及最優估計與系統辨識理論現代控制理論從理論上解決了系統的可控性可觀測性穩定性以及許多復雜系統的控制問題。

4、智能控制理論

隨著現代科學技術的迅速發展,生產系統的規模越來越大,形成了復雜的大系統,導致了控制對象控制器以及控制任務和目的的日益復雜化,從而導致現代控制理論的成果很少在實際中得到應用經典控制理論現代控制理論在應用中遇到了不少難題,影響了它們的實際應用,其主要原因有三:

1)精確的數學模型難以獲得此類控制系統的設計和分析都是建立在精確的數學模型的基礎上的,而實際系統由於存在不確定性不完全性模糊性時變性非線性等因素,壹般很難獲得精確的數學模型;

2)假設過於苛刻研究這些系統時,人們必須提出壹些比較苛刻的假設,而這些假設在應用中往往與實際不符;

3)控制系統過於復雜為了提高控制性能,整個控制系統變得極為復雜,這不僅增加了設備投資,也降低了系統的可靠性

第三代控制理論即智能控制理論就是在這樣的背景下提出來的,它是人工智能和自動控制交叉的產物,是當今自動控制科學的出路之壹。

擴展資料

自動控制系統的未來發展前景:

現代化工廠向規模集約化方向發展時,生產工藝對控制系統的可靠性、運算能力、擴展能力、開放性、操作及監控水平等方面提出了越來越高的要求。

傳統的DCS系統已經不能滿足現代工業自動化控制的設計標準和要求。隨著工業自動化控制理論、計算機技術和現代通信技術的迅速發展,自動控制系統的未來發展方向將向智能化、網絡化、全集成自動化等方向發展。

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