種理論對一個自動裝置適用

A. 智能控制原理

智能控制（intelligent controls）在無人干預的情況下能自主地驅動智能機器實現控制目標的自動控制技術。 控制理論發展至今已有100多年的歷史，經歷了「經典控制理論」和「現代控制理論」的發展階段，已進入「大系統理論」和「智能控制理論」階段。
智能控制的基本概念

智能控制的定義一： 智能控制是由智能機器自主地實現其目標的過程。而 智能機器則定義為，在結構化或非結構化的，熟悉的或陌生的環境中，自主地或與人交互地執行人類規定的任務的一種機器。

定義二： K.J.奧斯托羅姆則認為，把人類具有的直覺推理和試湊法等智能加以形式化或機器模擬，並用於控制系統的分析與設計中，使之在一定程度上實現控制系統的智能化，這就是智能控制。他還認為自調節控制，自適應控制就是智能控制的低級體現。

定義三： 智能控制是一類無需人的干預就能夠自主地驅動智能機器實現其目標的自動控制，也是用計算機模擬人類智能的一個重要領域。

定義四： 智能控制實際只是研究與模擬人類智能活動及其控制與信息傳遞過程的規律，研製具有仿人智能的工程式控制制與信息處理系統的一個新興分支學科。

產生及發展
自1932年奈魁斯特（H.Nyquist）的有關反饋放大器穩定性論文發表以來，控制理論的發展已走過了60多年的歷程。一般認為，前30年是 經典控制理論的發展和成熟階段，後30年是 現代控制理論的形成和發展階段。隨著研究的對象和系統越來越復雜，藉助於數學模型描述和分析的傳統控制理論已難以解決復雜系統的控制問題。智能控制是針對控制對象及其環境、目標和任務的 不確定性和復雜性而產生和發展起來的。

從20世紀60年代起，計算機技術和人工智慧技術迅速發展，為了提高控制系統的自學習能力，控制界學者開始將人工智慧技術應用於控制系統。

1965年，美籍華裔科學家傅京孫教授首先把人工智慧的啟發式推理規則用於學習控制系統，1966年，Mendel進一步在空間飛行器的學習控制系統中應用了人工智慧技術，並提出了「人工智慧控制」的概念。1967年，Leondes和Mendel首先正式使用「智能控制」一詞。

20世紀70年代初，傅京孫、Glofis0和Saridis等學者從控制論角度總結了人工智慧技術與自適應、自組織、自學習控制的關系，提出了智能控制就是人工智慧技術與控制理論的交叉的思想，並創立了人機互動式分級遞階智能控制的系統結構。

20世紀70年代中期，以模糊集合論為基礎，智能控制在規則控制研究上取得了重要進展。1974年，Mamdani提出了基於 模糊語言描述控制規則的模糊控制器，將模糊集和模糊語言邏輯用於 工業過程式控制制，之後又成功地研製出自組織模糊控制器，使得模糊控制器的智能化水平有了較大提高。模糊控制的形成和發展，以及與人工智慧的相互滲透，對智能控制理論的形成起了十分重要的推動作用。

20世紀80年代，專家系統技術的逐漸成熟及計算機技術的迅速發展，使得智能控制和決策的研究也取得了較大進展。1986年，K.J.Astrom發表的著名論文《專家控制》中，將人工智慧中的專家系統技術引入控制系統，組成了另一種類型的智能控制系統——專家控制。目前，專家控制方法已有許多成功應用的實例。

詳解
對許多復雜的系統，難以建立有效的數學模型和用常規的控制理論去進行定量計算和分析，而必須採用定量方法與定性方法相結合的控制方式。定量方法與定性方法相結合的目的是，要由機器用類似於人的智慧和經驗來引導求解過程。因此，在研究和設計智能系統時，主要注意力不放在數學公式的表達、計算和處理方面，而是放在對任務和現實模型的描述、符號和環境的識別以及知識庫和推理機的開發上，即智能控制的關鍵問題不是設計常規控制器，而是研製 智能機器的模型。此外，智能控制的核心在高層控制，即組織控制。高層控制是對實際環境或過程進行組織、決策和規劃，以實現問題求解。為了完成這些任務，需要採用符號信息處理、啟發式程序設計、知識表示、自動推理和決策等有關技術。這些問題求解過程與人腦的思維過程有一定的相似性，即具有一定程度的「智能」。

隨著人工智慧和計算機技術的發展，已經有可能把自動控制和人工智慧以及系統科學中一些有關學科分支（如系統工程、 系統學、 運籌學、 資訊理論）結合起來，建立一種適用於復雜系統的控制理論和技術。智能控制正是在這種條件下產生的。它是 自動控制技術的最新發展階段，也是用計算機模擬人類智能進行控制的研究領域。1965年，傅京孫首先提出把人工智慧的啟發式推理規則用於學習控制系統。1985年，在美國首次召開了智能控制學術討論會。1987年又在美國召開了智能控制的首屆國際學術會議，標志著智能控製作為一個新的學科分支得到承認。智能控制具有交叉學科和定量與定性相結合的分析方法和特點。

一個系統如果具有感知環境、不斷獲得信息以減小不確定性和計劃、產生以及執行控制行為的能力，即稱為 智能控制系統. 智能控制技術是在向人腦學習的過程中不斷發展起來的，人腦是一個超級智能控制系統，具有實時推理、決策、學習和記憶等功能，能適應各種復雜的控制環境.

智能控制與傳統的或常規的控制有密切的關系，不是相互排斥的. 常規控制往往包含在智能控制之中，智能控制也利用常規控制的方法來解決「低級」的控制問題，力圖擴充常規控制方法並建立一系列新的理論與方法來解決更具有挑戰性的復雜控制問題.

1. 傳統的自動控制是建立在確定的模型基礎上的，而智能控制的研究對象則存在模型嚴重的不確定性，即模型未知或知之甚少者模型的結構和參數在很大的范圍內變動，比如工業過程的病態結構問題、某些干擾的無法預測，致使無法建立其模型，這些問題對基於模型的傳統自動控制來說很難解決。

2. 傳統的自動控制系統的輸入或輸出設備與人及外界環境的信息交換很不方便，希望製造出能接受印刷體、圖形甚至手寫體和口頭命令等形式的信息輸入裝置，能夠更加深入而靈活地和系統進行信息交流，同時還要擴大輸出裝置的能力，能夠用文字、圖紙、立體形象、語言等形式輸出信息。另外，通常的自動裝置不能接受、分析和感知各種看得見、聽得著的形象、聲音的組合以及外界其它的情況。 為擴大信息通道，就必須給自動裝置安上能夠以機械方式模擬各種感覺的精確的送音器，即文字、聲音、物體識別裝置。 可喜的是，近幾年計算機及多媒體技術的迅速發展，為智能控制在這一方面的發展提供了物質上的准備,使智能控制變成了多方位「立體」的控制系統。

3. 傳統的自動控制系統對控制任務的要求要麼使輸出量為定值（調節系統），要麼使輸出量跟隨期望的運動軌跡（跟隨系統），因此具有控制任務單一性的特點，而智能控制系統的控制任務可比較復雜，例如在 智能機器人系統中，它要求系統對一個復雜的任務具有自動規劃和決策的能力，有自動躲避障礙物運動到某一預期目標位置的能力等.。對於這些具有復雜的任務要求的系統，採用智能控制的方式便可以滿足。

4. 傳統的控制理論對線性問題有較成熟的理論，而對高度非線性的控制對象雖然有一些非線性方法可以利用，但不盡人意。 而智能控制為解決這類復雜的非線性問題找到了一個出路，成為解決這類問題行之有效的途徑。 工業過程智能控制系統除具有上述幾個特點外，又有另外一些特點，如被控對象往往是動態的，而且控制系統在線運動，一般要求有較高的實時響應速度等，恰恰是這些特點又決定了它與其它智能控制系統如智能機器人系統、航空航天控制系統、交通運輸控制系統等的區別，決定了它的控制方法以及形式的獨特之處。

B. 現代控制理論

現代控制理論是建立在空間法基礎上班一種控制理論，是自動控制理論的一個重要組成部分。在現代控制理論中，對控制系統的分析和設計主要是通過對系統的狀態變數的描述來進行的，基本方法就是時間域方法。現在控制理論比經典控制理論所能處理的控制問題要廣泛的多，包括線性系統和非線性系統，定常系統和時變系統，單變數系統和多變數系統。它所採用的方法和演算法也更適合於在數字計算上進行。現在控制論還為設計和構造具有指定的性能指標的最優控制系統提供了可能性。

C. 一個自動控制原理問題

1、因為認識的有限性，所以理論上是不可能設計出完全滿足系統要求的東西。
2、越接近完全滿足系統要求，對設計製造的要求越高，成本和資源佔用會急劇上升。
3、控制設備的適用性受生產成本和應用范圍的限制，不可能滿足所有的要求。
4、各種偏差的疊加，有可能增加，使各個環節都滿足要求的情況下，總體不能滿足要求。

D. 誰能解釋一下「自動」控制的原理

生活中，使用無線方式完成遙控控制的操作越來越多，常見的有無線遙控開關燈，無線遙控各種電動玩具，無線遙控開關門、開關鎖，無線遙控汽車防盜報警器以及各種工業無線遙控等等。無線遙控分為發射和接收兩部分，發射部分也就是無線遙控器，其原理是將控制指令編碼之後通過調制方式發送出去，接收電路接收到遙控信號後，通過解碼得到控制指令，遙控編碼和解碼又分為固定編碼和滾動編碼兩種，典型的固定編碼晶元如PT2262、V1526、RT6588等等，典型的滾動編碼晶元如HCS301、401等等。

固定編碼和滾動編碼遙控裝置各有特點，固定編碼的晶元價格便宜，但是地址編碼數量較少，例如市場上使用最多的PT2262僅有6561個，重碼機率高。滾動編碼晶元，重碼機率低，防破解性能好，但是價格較貴，而且使用前必須進行「對碼」後方能投入工作，相對麻煩一些。

無線遙控器根據用途、場合、遙控距離的不同，其體積、外形也不不同，經常使用且隨身攜帶的，則要求體積小、便攜，例如：汽車防盜報警器的無線遙控器體積小巧，可以放到鑰匙串上。家庭使用的遙控器要求外形美觀、耐用、經濟實用。工業控制使用的遙控器要求性能穩定、可靠，多數用於遠距離遙控。除上之外，也有些用戶要求無線遙控器能夠一器多用，例如：一個遙控器可以控制家庭中所有的照明燈，所有的配電插座等；也有的要求能夠使用一個遙控器在控制新增接收裝置之外，還能夠兼控原來已有的接收器……。

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E. 自動控制理論里的一型系統和二型系統是什麼

自動控制理論里的一型系統和二型系統是系統開環傳遞函數的極點在坐標原點處的個數即為系統的型，一型系統和二型系統分別有一個和兩個。

1、一型系統和二型系統開環傳遞函數可表示為：

G(s)H(s)= (t1S+1)(t2S+1)....；

----------------------；

S*(t1S+1)(t2S+1).... ；

或者

G(s)H(s)= (t1S+1)(t2S+1)....；

----------------------；

S*S*(t1S+1)(t2S+1)....；

2、目前普通高等院校「自動控制理論(原理)」教學學時大致有三種，48學時、64學時和80學時。自動控制理論（原理）涉及專業比較多，教學內容以經典控制理論為主，控制對象依據專業而不同。

3、本書主要適用專業為： 電氣工程及其自動化，機械設計及其自動化，電子信息工程。部分內容(例如控制對象方面的例題)稍加修改，也可以適應其他如建築環境與能源應用工程專業等。

4、本教材是與上述的教學學時和專業相配套的教學參考書(80學時及以上的還需要略微補充一點內容)，同時也可作為學生自學教材。

(5)種理論對一個自動裝置適用擴展閱讀：

自動控制理論系統分類：

按控制原理的不同，自動控制系統分為開環控制系統和閉環控制系統，開環控制系統。

自動控制理論系統解析：

1、在開環控制系統中，系統輸出只受輸入的控制，控制精度和抑制干擾的特性都比較差。開環控制系統中，基於按時序進行邏輯控制的稱為順序控制系統。

2、由順序控制裝置、檢測元件、執行機構和被控工業對象所組成。主要應用於機械、化工、物料裝卸運輸等過程的控制以及機械手和生產自動線。

3、閉環控制系統是建立在反饋原理基礎之上的，利用輸出量同期望值的偏差對系統進行控制，可獲得比較好的控制性能。閉環控制系統又稱反饋控制系統。

4、按給定信號分類，自動控制系統可分為恆值控制系統、隨動控制系統和程序控制系統。

5、恆值控制系統，給定值不變，要求系統輸出量以一定的精度接近給定希望值的系統。如生產過程中的溫度、壓力、流量、液位高度、電動機轉速等自動控制系統屬於恆值系統。

6、隨動控制系統，給定值按未知時間函數變化，要求輸出跟隨給定值的變化。如跟隨衛星的雷達天線系統。

7、程序控制系統，給定值按一定時間函數變化。如程式控制機床。

F. 自動控制理論和現代控制理論，有什麼區別最優控制理論又是什麼

一、區別：

1、發展時間不一樣

現代控制理論是在20世紀50年代中期迅速興起的空間技術的推動下發展起來的。

自動控制理論的第一代為20世紀初開始形成並於50年代在線性代數的數學甚而上發展起來的現代控制理論。

2、內容不一樣

現代控制理論按控制裝置類型，可分為常規控制和計算機控制兩種。常規控制採用模擬式控制器（見控制儀表），計算機控制採用電子數字計算機。

自動控制理論：線性系統理論、非線性系統理論、最優控制理論、隨機控制理論和適應控制理論。

二、最優控制理論（optimal control theory），是現代控制理論的一個主要分支，著重於研究使控制系統的性能指標實現最優化的基本條件和綜合方法。 最優控制理論是研究和解決從一切可能的控制方案中尋找最優解的一門學科。它是現代控制理論的重要組成部分。

(6)種理論對一個自動裝置適用擴展閱讀：

最優控制理論的研究內容：

對一個受控的動力學系統或運動過程，從一類允許的控制方案中找出一個最優的控制方案，使系統的運動在由某個初始狀態轉移到指定的目標狀態的同時，其性能指標值為最優。這類問題廣泛存在於技術領域或社會問題中。

例如，確定一個最優控制方式使空間飛行器由一個軌道轉換到另一軌道過程中燃料消耗最少，選擇一個溫度的調節規律和相應的原料配比使化工反應過程的產量最多，制定一項最合理的人口政策使人口發展過程中老化指數、撫養指數和勞動力指數等為最優等，都是一些典型的最優控制問題。最優控制理論是50年代中期在空間技術的推動下開始形成和發展起來的。

蘇聯學者Л.С.龐特里亞金1958年提出的極大值原理和美國學者R.貝爾曼1956年提出的動態規劃，對最優控制理論的形成和發展起了重要的作用。線性系統在二次型性能指標下的最優控制問題則是R.E.卡爾曼在60年代初提出和解決的。

G. 自動控制系統的理論是怎麼樣的

主要是反饋論。包括從功能的觀點對機器和物體中（神經系統、內分泌及其他系統）的調節和控制的一般規律的研究。簡單反饋中的「信息」，是一個一般意義上的詞彙，即簡單的「信息包括能量的機械傳遞、電子脈沖、神經沖動、化學反應、文字或口頭的消息以及能夠藉以傳遞「消息」的任何其他手段。對於一個簡單反饋的控制系統來說，它所反饋的信息往往是比較單純的。而對於管理控制工作中的信息來說，它是根據管理過程和管理技術而組織起來的在生產經營活動中產的，並且經過了分析整理後的信息流或信息集，它們所包含的信息種類繁多，數量巨大。這種管理信息（包括管理控制工作中的信息）和管理系統結合一起，就形成了一個系統——管理信息系統。這種系統，由於既要反映生產過程，以便使信息系統能起到控制產品生產過程和產品的價值形成過程的作用；又要適應管理決策的需要，使信息系統能起到為各級管理服務作用，使信息的流動符合管理決策的需要，使信息系統成為進行科學管理嚴格執行計劃的有力工具。因此，我們就要求它具有如下功能：①處理信息及時、准確；②控制計劃和經營管理，使之處於最佳狀態；③便於進行方案比較和擇優；④有助於進行預測工作。20世紀40年代末到50年代，控制論主要研究單輸入和單輸出的線性控制系統的一般規律。它建立了系統、信息、調節、控制、反饋、穩定性等控制論的基本概念和分析方法，為現代控制理論的發展奠定了基礎。它研究的重點是反饋控制，核心裝置是自動調節器，主要應用於單機自動化。到了20世紀60年代，生產規模不斷擴大，生產過程越來越復雜，對自動化控制的要求已不只是個別變數的問題，而是要求對多個變數進行綜合調節和最優控制。控制論的研究對象是多輸入和多輸出系統的非線性控制系統。研究重點是最優控制、隨機控制和自適應控制，主要應用於機組自動化和生物系統。

H. 在經典控制理論時期,分析和設計自動化控制系統的主要方法是什麼分別基於什麼樣的原理和思想方法

看看網路的解釋：

經典控制理論主要研究系統運動的穩定性、時間域和頻率域中系統的運動特性（見過渡過程、頻率響應）、控制系統的設計原理和校正方法（見控制系統校正方法）。經典控制理論包括線性控制理論、采樣控制理論、非線性控制理論（見非線性系統理論）三個部分。早期，這種控制理論常被稱為自動調節原理，隨著以狀態空間法為基礎和以最優控制理論為特徵的現代控制理論的形成（在1960年前後），開始廣為使用現在的名稱。

控制理論的形成遠比控制技術的應用要晚。古代，羅馬人家裡的水管系統中就已經應用按反饋原理構成的簡單水位控制裝置。中國北宋元初年（1086～1089）也已有了反饋調節裝置──水運儀象台。但是直到1787年瓦特離心式調速器在蒸汽機轉速控制上得到普遍應用，才開始出現研究控制理論的需要。

1868年，英國科學家J.C.麥克斯韋首先解釋了瓦特速度控制系統中出現的不穩定現象，指出振盪現象的出現同由系統導出的一個代數方程根的分布形態有密切的關系，開辟了用數學方法研究控制系統中運動現象的途徑。英國數學家E.J.勞思和德國數學家A.胡爾維茨推進了麥克斯韋的工作，分別在1875年和1895年獨立地建立了直接根據代數方程的系數判別系統穩定性的准則（見代數穩定判據）。

1932年，美國物理學家H.奈奎斯特運用復變函數理論的方法建立了根據頻率響應判斷反饋系統穩定性的准則（見奈奎斯特穩定判據）。這種方法比當時流行的基於微分方程的分析方法有更大的實用性，也更便於設計反饋控制系統。奈奎斯特的工作奠定了頻率響應法的基礎。隨後，H.W.波德和N.B.尼科爾斯等在30年代末和40年代進一步將頻率響應法加以發展，使之更為成熟，經典控制理論遂開始形成。

1948年，美國科學家W.R.埃文斯提出了名為根軌跡的分析方法，用於研究系統參數（如增益）對反饋控制系統的穩定性和運動特性的影響，並於1950年進一步應用於反饋控制系統的設計，構成了經典控制理論的另一核心方法──根軌跡法。

40年代末和50年代初，頻率響應法和根軌跡法被推廣用於研究采樣控制系統和簡單的非線性控制系統，標志著經典控制理論已經成熟。經典控制理論在理論上和應用上所獲得的廣泛成就，促使人們試圖把這些原理推廣到像生物控制機理、神經系統、經濟及社會過程等非常復雜的系統，其中美國數學家N.維納在1948年出版的《控制論》最為重要和影響最大。

經典控制理論在解決比較簡單的控制系統的分析和設計問題方面是很有效的，至今仍不失其實用價值。存在的局限性主要表現在只適用於單變數系統，且僅限於研究定常系統。

以頻率響應法和根軌跡法為核心的控制理論。[1]頻率響應理論對於分析，設計單變數系統來說是非常有效的工具。設計者只需根據系統的開環頻率特性，就能夠判斷閉環系統的穩定性和給出穩定裕量的信息，同時又能非常直觀地表示出系統的主要參數，即開環增益與閉環系統穩定性的關系。頻率響應法圓滿地解決了單變數系統的設計問題。1948年，伊萬斯(W. R. Evans)提出了控制系統分析和設計的根軌跡法。

I. 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一門學科，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，採用頻域方法，主要研究單輸入單輸出線性定常控制系統的分析與設計，但它存在著一定的局限性，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一種時域法，其研究內容非常廣泛，主要包括三個基本內容：多變數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，一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，人們必須提出一些比較苛刻的假設，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，它是人工智慧和自動控制交叉的產物，是當今自動控制科學的出路之一。

(9)種理論對一個自動裝置適用擴展閱讀

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准和要求。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、網路化、全集成自動化等方向發展。

J. 自動控制理論和現代控制理論，有什麼區別啊

一、兩者的應用不同：

1、自動控制理論的應用：主要採用的方法是以狀態為基礎的狀態空間法。目前，自動控制理論還在繼續發展，正向以控制論、資訊理論、仿生學、人工智慧為基礎的智能控制理論深入。

2、現代控制理論的應用：現代控制理論比經典控制理論所能處理的控制問題要廣泛得多，包括線性系統和非線性系統，定常系統和時變系統，單變數系統和多變數系統。它所採用的方法和演算法也更適合於在數字計算機上進行。

二、兩者的概述不同：

1、自動控制理論的概述：自動控制（原理）是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設備或裝置（稱控制裝置或控制器），使機器、設備或生產過程（統稱被控對象）的某個工作狀態或參數（即被控制量）自動地按照預定的規律運行。

2、現代控制理論的概述：建立在狀態空間法基礎上的一種控制理論，是自動控制理論的一個主要組成部分。在現代控制理論中，對控制系統的分析和設計主要是通過對系統的狀態變數的描述來進行的，基本的方法是時間域方法。

三、兩者的特點不同：

1、自動控制理論的特點：可以採用不同的原理和方式對被控對象進行控制，但最基本的一種是基於反饋控制原理的反饋控制系統。

2、現代控制理論的特點：現代控制理論還為設計和構造具有指定的性能指標的最優控制系統提供了可能性。