試論控制工程的創(chuàng)新發(fā)展對(duì)策

摘 要：本文對(duì)控制工程進(jìn)行了簡單介紹，并且分析了控制理論與控制工程發(fā)展的階段，提出了控制工程創(chuàng)新發(fā)展對(duì)策。對(duì)于拓寬控制工程應(yīng)用領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)控制工程技術(shù)創(chuàng)新，提升控制工程的應(yīng)用功用具有積極的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：控制工程；發(fā)展階段；創(chuàng)新發(fā)展；對(duì)策

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.10.100

1 控制工程簡介

控制工程指的是使用頻域法和狀態(tài)空間法對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行分析和研究并實(shí)現(xiàn)技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用。控制工程的發(fā)展需要借助控制工程理論的發(fā)展。在控制工程領(lǐng)域內(nèi)涉及到的理論和處理問題的方式方法眾多，從線性控制到非線性控制，從連續(xù)控制到采樣控制，從單變量控制到多變量控制，從一般的反饋控制到自適應(yīng)控制，從定常控制到隨機(jī)控制等，所涉及的內(nèi)容和方法眾多。在信息技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，控制工程技術(shù)也不斷實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展，在大型控制工程建設(shè)中，電子計(jì)算機(jī)是其建設(shè)的核心部分，在各種先進(jìn)技術(shù)不斷應(yīng)用的背景下，控制工程的應(yīng)用范圍也不斷拓展，早期的控制工程主要是應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域和武器制造領(lǐng)域，到后來，其應(yīng)用已經(jīng)拓展到企業(yè)管理，城市化規(guī)劃建設(shè)，生物控制，交通管制，社會(huì)經(jīng)濟(jì)計(jì)劃等各種領(lǐng)域。在新時(shí)期，控制工作的應(yīng)用價(jià)值和作用得到了有效的提升。

2 控制理論和控制工程發(fā)展階段

2.1 控制理論和控制工程的發(fā)展的第一階段

上世紀(jì)40—60年代，是控制理論與控制工程發(fā)展的第一階段，這一階段被稱為古典控制理論階段。這一階段，控制工程只要是解決一些單項(xiàng)輸入和單項(xiàng)輸出的問題，解決這種單項(xiàng)輸入輸出問題主要是使用傳遞函數(shù)和頻率特征的頻域分析法實(shí)現(xiàn)的。在這個(gè)階段，線性的定長系統(tǒng)是主要的研究方法。這個(gè)階段是控制理論和控制工程發(fā)展的最初階段。

2.2 控制理論和控制工程發(fā)展的第二階段

在上世紀(jì)60—70年代，控制工程理論和控制工程進(jìn)入了發(fā)展的第二階段。在這一階段中，空間技術(shù)得到了更為廣泛的應(yīng)用。這個(gè)階段，控制工程理論和控制工程已經(jīng)進(jìn)入了空間技術(shù)時(shí)期。這個(gè)階段，控制工程的功能得到提升，并實(shí)現(xiàn)了與數(shù)字計(jì)算機(jī)的融合，其分析設(shè)計(jì)的效果在這一階段得到了有效的提升，工程控制系統(tǒng)的多輸出、多輸入及非線性等復(fù)雜系統(tǒng)已經(jīng)得到完善的發(fā)展，并且，相關(guān)新技術(shù)的應(yīng)用，使得控制工程領(lǐng)域的控制模式得到更優(yōu)化的發(fā)展。這一階段，現(xiàn)代控制理論已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了較為完善的發(fā)展。

2.3 控制理論與控制工程發(fā)展的第三階段

從上世紀(jì)70年代到現(xiàn)在，控制工程理論與控制工程技術(shù)得到了完善的發(fā)展。這個(gè)階段，工程控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)更為合理，整體設(shè)計(jì)效果明顯，并且，控制工程系統(tǒng)可以借助分解方法對(duì)各種問題進(jìn)行研究和協(xié)調(diào)處理，智能化控制理論得到有效的發(fā)展。這種理論的發(fā)展，極大地促進(jìn)了控制工程技術(shù)的發(fā)展，工程控制領(lǐng)域可以實(shí)現(xiàn)控制信息的有效傳遞，并且相關(guān)理論和技術(shù)在人類社會(huì)范圍到了更為廣泛的應(yīng)用，有效地促進(jìn)了人類社會(huì)的智能化發(fā)展。

3 控制工程的創(chuàng)新發(fā)展策略

3.1 促進(jìn)智能化控制理論的發(fā)展

控制工程的發(fā)展，必須要借助智能化控制理論的發(fā)展。雖然，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，職能控制理論的基本理論思路已經(jīng)明確，并且相關(guān)理論框架已經(jīng)建構(gòu)起來，但智能化控制理論目前還不成熟。對(duì)于智能控制工程而言，如果缺乏有效科學(xué)的理論作為指導(dǎo)，必定會(huì)導(dǎo)致其發(fā)展不順暢，導(dǎo)致其發(fā)展盲目性較大。因此，促進(jìn)智能化控制理論的發(fā)展是很關(guān)鍵的。目前，在智能化控制理論發(fā)展這一塊中，相關(guān)的智能控制分支技術(shù)應(yīng)用還不是很成熟，控制方法還不是很完善。在工程應(yīng)用研究中，系統(tǒng)的具有指導(dǎo)意義的標(biāo)準(zhǔn)化的評(píng)價(jià)系統(tǒng)還沒有建立起來，這樣，理論發(fā)展不成熟，會(huì)影響到職能控制技術(shù)的發(fā)展，影響到智能控制技術(shù)優(yōu)越性的充分發(fā)揮。因此，加強(qiáng)智能控制理論研究工作，是目前工程控制領(lǐng)域需要做好的重點(diǎn)工作。

3.2 明確職能控制的研究目標(biāo)

控制工程的創(chuàng)新發(fā)展，必須要有明確的發(fā)展目標(biāo)，在明確控制目標(biāo)的指引下，才能實(shí)現(xiàn)新的控制方法的有效研究。基于現(xiàn)代控制工程領(lǐng)域需要，首先，需要采用混合模型和非完全模型進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過這種設(shè)計(jì)，創(chuàng)新控制方法。其次，在控制系統(tǒng)領(lǐng)域中需要對(duì)系統(tǒng)模型進(jìn)行創(chuàng)新，能夠進(jìn)行控制系統(tǒng)的在線改進(jìn)，使控制系統(tǒng)能夠逐漸實(shí)現(xiàn)完善發(fā)展。再次，在控制系統(tǒng)領(lǐng)域中需要采用本質(zhì)上斷續(xù)系統(tǒng)和離散設(shè)計(jì)，對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)控制技術(shù)的創(chuàng)新。最后，在控制系統(tǒng)領(lǐng)域中可以應(yīng)用混沌和進(jìn)化等技術(shù)手段，對(duì)智能控制系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步開發(fā)研究，實(shí)現(xiàn)智能控制系統(tǒng)的創(chuàng)新發(fā)展。作為研究人員，要明確控制系統(tǒng)的研究目標(biāo)，能夠不斷探究智能控制信息處理的新理論新方法，能夠把職能控制思想深入應(yīng)用到建模過程中，利用新理論，新方法，不斷創(chuàng)新控制模型，使控制模型能夠更為完善。

3.3 依據(jù)簡單化原則進(jìn)行智能控制的設(shè)計(jì)

在控制工程技術(shù)創(chuàng)新過程中，在職能控制設(shè)計(jì)過程中，要遵循簡單化的原則。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)由簡單到復(fù)雜過度，在控制器設(shè)計(jì)中，要盡量優(yōu)化控制和設(shè)計(jì)策略，能夠使控制器操作更為簡單。在設(shè)計(jì)過程中，在技術(shù)創(chuàng)新過程中，都需要能夠應(yīng)用簡單的方式解決問題，通過簡單化處理，減低成本，提升效率。

3.4 加強(qiáng)技術(shù)的創(chuàng)新

控制工程的發(fā)展，必須要建立在技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)上。目前，在控制工程領(lǐng)域中中，完善的專門的軟件環(huán)境還沒有建立起來，但隨著新技術(shù)的發(fā)展，軟件環(huán)境必定會(huì)更為完善。在智能化控制中，需要不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，需要調(diào)用模糊控制函數(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等理論技術(shù)實(shí)現(xiàn)新技術(shù)的創(chuàng)新。相關(guān)研究者，要重視新技術(shù)的在控制工程系統(tǒng)中的研發(fā)和創(chuàng)新應(yīng)用工作，要能夠積極開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的軟件和相關(guān)的硬件產(chǎn)品，并需要具有競爭意識(shí)，借鑒意識(shí)，能夠多學(xué)習(xí)國外控制工程系統(tǒng)的一些新理論和新技術(shù)，積極實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新，積極參與國際競爭，以實(shí)現(xiàn)智能控制工程技術(shù)的創(chuàng)新突破和發(fā)展。

總之，目前，控制理論與控制工程已經(jīng)經(jīng)歷了多個(gè)發(fā)展階段，相關(guān)理論和技術(shù)已經(jīng)得到了很大的發(fā)展。在新時(shí)期，計(jì)算機(jī)信息技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展迅速，應(yīng)用廣泛，控制工程技術(shù)需要積極與新技術(shù)實(shí)現(xiàn)融合，其應(yīng)用價(jià)值和優(yōu)勢(shì)才能得到進(jìn)一步提升。作為相關(guān)理論研究者和技術(shù)創(chuàng)新者，要能夠不斷探究控制工程創(chuàng)新發(fā)展的對(duì)策，通過創(chuàng)新，提升控制工程的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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[2]郭睿.從控制工程到信息工程——從控制工程的發(fā)展看新技術(shù)革命[J].無線互聯(lián)科技，2013（10）.

作者簡介：葉靜（1988-），女，江西九江人，本科，助教，研究方向：控制工程。