控制理論與控制工程的發(fā)展與應(yīng)用探討

摘 要：在社會經(jīng)濟(jì)進(jìn)步及發(fā)展的背景下，科學(xué)技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)也得到了相應(yīng)的發(fā)展。在這樣的勢態(tài)下，控制理論相關(guān)理論知識內(nèi)容不斷完善，并且控制工程科學(xué)開始涉及各行各業(yè)，為各大企業(yè)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本文在分析控制理論與控制工程發(fā)展的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對控制理論與控制工程的具體應(yīng)用進(jìn)行探究，希望以此為相關(guān)學(xué)科的研究及發(fā)展提供有效依據(jù)。

關(guān)鍵詞：控制理論；控制工程；發(fā)展與應(yīng)用

0 引言

控制理論產(chǎn)生于18世紀(jì)英國技術(shù)革命，瓦特在發(fā)明蒸汽機(jī)之后，把離心式非錘速器有關(guān)控制遠(yuǎn)離應(yīng)用在蒸汽機(jī)轉(zhuǎn)速控制當(dāng)中，從而將蒸汽作為源動力的機(jī)械化得以有效形成[1]。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，信息技術(shù)及通信技術(shù)也相應(yīng)的發(fā)展起來，在國內(nèi)外控制理論及控制工程方面的研究更具廣泛。為了使相關(guān)工程企業(yè)更具發(fā)展前景，本文對“控制理論與控制工程的發(fā)展與應(yīng)用”進(jìn)行分析與探究具有較為深遠(yuǎn)的意義。

1 控制理論與控制工程的發(fā)展分析

隨著科學(xué)技術(shù)的逐漸發(fā)展，以控制理論及控制工程為基礎(chǔ)的控制技術(shù)也逐漸進(jìn)步，特別是在計(jì)算機(jī)技術(shù)的逐漸發(fā)展下，控制理論和控制工程便呈現(xiàn)了較為快速的發(fā)展。基于整體層面而言，控制理論與控制工程的發(fā)展主要經(jīng)歷了三個階段：

1.1 發(fā)展第一階段

控制理論與控制工程發(fā)展的第一階段在上世紀(jì)四十年代至六十年代，在這一時(shí)期，古典控制理論掀起了一陣熱潮，主要對單輸入與單輸出問題加以解決，通常情況下使用傳遞函數(shù)及頻率特性的頻域分析方法完成系統(tǒng)層面的探究。其中，線性的定長系統(tǒng)為主要的研究系統(tǒng)，在對非線性系統(tǒng)進(jìn)行分析過程中，通常會選擇相平面法，其個數(shù)通常≤2個，此控制理論能夠使生產(chǎn)中的多類單輸入及單輸出問題得到有效解決。

1.2 發(fā)展第二階段

控制理論與控制工程發(fā)展第二階段在上世紀(jì)六十年代至七十年代，在此階段已經(jīng)到了空間技術(shù)時(shí)期，此時(shí)的控制工程性能更加優(yōu)化，并且在數(shù)字計(jì)算機(jī)融合下，使分析設(shè)計(jì)得到有效實(shí)現(xiàn)，而且還使多輸出、多輸入以及非線性等復(fù)雜系統(tǒng)得到有效完善。另外，還能夠得出更加優(yōu)化的控制模式，從而使現(xiàn)代控制理論更具完善性及科學(xué)性。

1.3 發(fā)展第三階段

上世紀(jì)七十年代至如今，控制理論及控制工程日趨成熟，無論是系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案還是整體設(shè)計(jì)，均顯得十分成熟。并且，能夠完成分解方法以及協(xié)調(diào)處理的相關(guān)基礎(chǔ)性理論研究[2]。對于智能控制理論來說，是基于控制理論更為深入的一種擴(kuò)展模式，能夠完成控制信息的傳遞，使人類實(shí)現(xiàn)進(jìn)行智能化活動。總之，現(xiàn)如今控制理論研究以及控制工程的發(fā)展呈現(xiàn)了良好的發(fā)展勢態(tài)，具備廣闊的應(yīng)用前景。

2 控制理論與控制工程的具體應(yīng)用探究

基于控制理論和控制工程應(yīng)用當(dāng)中，其核心內(nèi)容是最優(yōu)控制。在對最優(yōu)控制進(jìn)行研究的情況下，需充分滿足相對應(yīng)的約束條件，進(jìn)一步將最優(yōu)控制方案得出，進(jìn)一步在獲取性能指標(biāo)最大值及最小值的基礎(chǔ)上，使控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)效果。基于控制理論與控制工程應(yīng)用過程中，還會涉及兩類極具典型性的研究策略：其一為PDI控制器；其二為Ka1man濾波器。在諸多實(shí)際系統(tǒng)當(dāng)中，這兩種方法應(yīng)用較為廣泛，為了使投入應(yīng)用的系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到有效實(shí)現(xiàn)，通常需要利用線性模型加以證實(shí)。從具體層面分析，上述兩類方法還能夠應(yīng)用在非線性系統(tǒng)證明上，研究者對以控制理論及控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)的反饋機(jī)制加以利用，進(jìn)一步進(jìn)行定量研究便是結(jié)合了上述兩類方法。從現(xiàn)實(shí)生活層面分析，對于控制理論與控制工程來說，在水槽內(nèi)水位的控制利用較為廣泛，同時(shí)在對電加熱器溫度的控制中也具有較為廣泛的應(yīng)用。其自動控制主要是對自動化的高度及溫度測試儀進(jìn)行了充分利用，進(jìn)一步使測控目標(biāo)得到有效實(shí)現(xiàn)。結(jié)合相關(guān)學(xué)者作出的研究，可以發(fā)現(xiàn)對控制理論進(jìn)行應(yīng)用，不但需要做好結(jié)構(gòu)及性質(zhì)層面的分析，還需要對系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)加以調(diào)控[3]。并且，反饋概念的應(yīng)用也尤為重要，通過反饋主要使控制系統(tǒng)在很大程度上實(shí)現(xiàn)了工程智能化，工程智能化將進(jìn)一步使工程相關(guān)系統(tǒng)的性能得到有效提升。除此之外，對于控制理論與控制工程來說，在應(yīng)用方面是需要借助計(jì)算機(jī)技術(shù)及通信技術(shù)的。在充分融合計(jì)算機(jī)技術(shù)及通信技術(shù)的基礎(chǔ)上，才能夠?yàn)槠髽I(yè)生產(chǎn)及系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性及安全性提供保障依據(jù)，進(jìn)一步使經(jīng)濟(jì)效益及社會效益得到有效實(shí)現(xiàn)。

3 結(jié)語

通過本課題的探究，認(rèn)識到控制理論與控制工程的發(fā)展經(jīng)歷了多個階段。現(xiàn)如今，控制理論研究日趨成熟，并且在融入計(jì)算機(jī)技術(shù)及通信技術(shù)的基礎(chǔ)上，控制工程在各大企業(yè)中具備了較為廣泛的應(yīng)用，使企業(yè)相關(guān)運(yùn)行系統(tǒng)的可靠性及安全性得到有效強(qiáng)化。顯然，控制理論與控制工程兩大領(lǐng)域值得深入研究，在兩者相輔相成、共同發(fā)展的基礎(chǔ)上，勢必能夠?yàn)樯鐣?jīng)濟(jì)的穩(wěn)健起到重要的推進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]王海龍.談控制理論與控制工程的發(fā)展與應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2013（04）：65-66.

[2]郭士茹.淺議過程裝備與控制工程[J].技術(shù)與市場，2013（09）：161-163.

[3]孫崢.控制理論與控制工程的發(fā)展與應(yīng)用[J].無線互聯(lián)科技，2013（09）：61-64.