种理论对一个自动装置适用

A. 智能控制原理

智能控制（intelligent controls）在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。 控制理论发展至今已有100多年的历史，经历了“经典控制理论”和“现代控制理论”的发展阶段，已进入“大系统理论”和“智能控制理论”阶段。
智能控制的基本概念

智能控制的定义一： 智能控制是由智能机器自主地实现其目标的过程。而 智能机器则定义为，在结构化或非结构化的，熟悉的或陌生的环境中，自主地或与人交互地执行人类规定的任务的一种机器。

定义二： K.J.奥斯托罗姆则认为，把人类具有的直觉推理和试凑法等智能加以形式化或机器模拟，并用于控制系统的分析与设计中，使之在一定程度上实现控制系统的智能化，这就是智能控制。他还认为自调节控制，自适应控制就是智能控制的低级体现。

定义三： 智能控制是一类无需人的干预就能够自主地驱动智能机器实现其目标的自动控制，也是用计算机模拟人类智能的一个重要领域。

定义四： 智能控制实际只是研究与模拟人类智能活动及其控制与信息传递过程的规律，研制具有仿人智能的工程控制与信息处理系统的一个新兴分支学科。

产生及发展
自1932年奈魁斯特（H.Nyquist）的有关反馈放大器稳定性论文发表以来，控制理论的发展已走过了60多年的历程。一般认为，前30年是 经典控制理论的发展和成熟阶段，后30年是 现代控制理论的形成和发展阶段。随着研究的对象和系统越来越复杂，借助于数学模型描述和分析的传统控制理论已难以解决复杂系统的控制问题。智能控制是针对控制对象及其环境、目标和任务的 不确定性和复杂性而产生和发展起来的。

从20世纪60年代起，计算机技术和人工智能技术迅速发展，为了提高控制系统的自学习能力，控制界学者开始将人工智能技术应用于控制系统。

1965年，美籍华裔科学家傅京孙教授首先把人工智能的启发式推理规则用于学习控制系统，1966年，Mendel进一步在空间飞行器的学习控制系统中应用了人工智能技术，并提出了“人工智能控制”的概念。1967年，Leondes和Mendel首先正式使用“智能控制”一词。

20世纪70年代初，傅京孙、Glofis0和Saridis等学者从控制论角度总结了人工智能技术与自适应、自组织、自学习控制的关系，提出了智能控制就是人工智能技术与控制理论的交叉的思想，并创立了人机交互式分级递阶智能控制的系统结构。

20世纪70年代中期，以模糊集合论为基础，智能控制在规则控制研究上取得了重要进展。1974年，Mamdani提出了基于 模糊语言描述控制规则的模糊控制器，将模糊集和模糊语言逻辑用于 工业过程控制，之后又成功地研制出自组织模糊控制器，使得模糊控制器的智能化水平有了较大提高。模糊控制的形成和发展，以及与人工智能的相互渗透，对智能控制理论的形成起了十分重要的推动作用。

20世纪80年代，专家系统技术的逐渐成熟及计算机技术的迅速发展，使得智能控制和决策的研究也取得了较大进展。1986年，K.J.Astrom发表的著名论文《专家控制》中，将人工智能中的专家系统技术引入控制系统，组成了另一种类型的智能控制系统——专家控制。目前，专家控制方法已有许多成功应用的实例。

详解
对许多复杂的系统，难以建立有效的数学模型和用常规的控制理论去进行定量计算和分析，而必须采用定量方法与定性方法相结合的控制方式。定量方法与定性方法相结合的目的是，要由机器用类似于人的智慧和经验来引导求解过程。因此，在研究和设计智能系统时，主要注意力不放在数学公式的表达、计算和处理方面，而是放在对任务和现实模型的描述、符号和环境的识别以及知识库和推理机的开发上，即智能控制的关键问题不是设计常规控制器，而是研制 智能机器的模型。此外，智能控制的核心在高层控制，即组织控制。高层控制是对实际环境或过程进行组织、决策和规划，以实现问题求解。为了完成这些任务，需要采用符号信息处理、启发式程序设计、知识表示、自动推理和决策等有关技术。这些问题求解过程与人脑的思维过程有一定的相似性，即具有一定程度的“智能”。

随着人工智能和计算机技术的发展，已经有可能把自动控制和人工智能以及系统科学中一些有关学科分支（如系统工程、 系统学、 运筹学、 信息论）结合起来，建立一种适用于复杂系统的控制理论和技术。智能控制正是在这种条件下产生的。它是 自动控制技术的最新发展阶段，也是用计算机模拟人类智能进行控制的研究领域。1965年，傅京孙首先提出把人工智能的启发式推理规则用于学习控制系统。1985年，在美国首次召开了智能控制学术讨论会。1987年又在美国召开了智能控制的首届国际学术会议，标志着智能控制作为一个新的学科分支得到承认。智能控制具有交叉学科和定量与定性相结合的分析方法和特点。

一个系统如果具有感知环境、不断获得信息以减小不确定性和计划、产生以及执行控制行为的能力，即称为 智能控制系统. 智能控制技术是在向人脑学习的过程中不断发展起来的，人脑是一个超级智能控制系统，具有实时推理、决策、学习和记忆等功能，能适应各种复杂的控制环境.

智能控制与传统的或常规的控制有密切的关系，不是相互排斥的. 常规控制往往包含在智能控制之中，智能控制也利用常规控制的方法来解决“低级”的控制问题，力图扩充常规控制方法并建立一系列新的理论与方法来解决更具有挑战性的复杂控制问题.

1. 传统的自动控制是建立在确定的模型基础上的，而智能控制的研究对象则存在模型严重的不确定性，即模型未知或知之甚少者模型的结构和参数在很大的范围内变动，比如工业过程的病态结构问题、某些干扰的无法预测，致使无法建立其模型，这些问题对基于模型的传统自动控制来说很难解决。

2. 传统的自动控制系统的输入或输出设备与人及外界环境的信息交换很不方便，希望制造出能接受印刷体、图形甚至手写体和口头命令等形式的信息输入装置，能够更加深入而灵活地和系统进行信息交流，同时还要扩大输出装置的能力，能够用文字、图纸、立体形象、语言等形式输出信息。另外，通常的自动装置不能接受、分析和感知各种看得见、听得着的形象、声音的组合以及外界其它的情况。 为扩大信息通道，就必须给自动装置安上能够以机械方式模拟各种感觉的精确的送音器，即文字、声音、物体识别装置。 可喜的是，近几年计算机及多媒体技术的迅速发展，为智能控制在这一方面的发展提供了物质上的准备,使智能控制变成了多方位“立体”的控制系统。

3. 传统的自动控制系统对控制任务的要求要么使输出量为定值（调节系统），要么使输出量跟随期望的运动轨迹（跟随系统），因此具有控制任务单一性的特点，而智能控制系统的控制任务可比较复杂，例如在 智能机器人系统中，它要求系统对一个复杂的任务具有自动规划和决策的能力，有自动躲避障碍物运动到某一预期目标位置的能力等.。对于这些具有复杂的任务要求的系统，采用智能控制的方式便可以满足。

4. 传统的控制理论对线性问题有较成熟的理论，而对高度非线性的控制对象虽然有一些非线性方法可以利用，但不尽人意。 而智能控制为解决这类复杂的非线性问题找到了一个出路，成为解决这类问题行之有效的途径。 工业过程智能控制系统除具有上述几个特点外，又有另外一些特点，如被控对象往往是动态的，而且控制系统在线运动，一般要求有较高的实时响应速度等，恰恰是这些特点又决定了它与其它智能控制系统如智能机器人系统、航空航天控制系统、交通运输控制系统等的区别，决定了它的控制方法以及形式的独特之处。

B. 现代控制理论

现代控制理论是建立在空间法基础上班一种控制理论，是自动控制理论的一个重要组成部分。在现代控制理论中，对控制系统的分析和设计主要是通过对系统的状态变量的描述来进行的，基本方法就是时间域方法。现在控制理论比经典控制理论所能处理的控制问题要广泛的多，包括线性系统和非线性系统，定常系统和时变系统，单变量系统和多变量系统。它所采用的方法和算法也更适合于在数字计算上进行。现在控制论还为设计和构造具有指定的性能指标的最优控制系统提供了可能性。

C. 一个自动控制原理问题

1、因为认识的有限性，所以理论上是不可能设计出完全满足系统要求的东西。
2、越接近完全满足系统要求，对设计制造的要求越高，成本和资源占用会急剧上升。
3、控制设备的适用性受生产成本和应用范围的限制，不可能满足所有的要求。
4、各种偏差的叠加，有可能增加，使各个环节都满足要求的情况下，总体不能满足要求。

D. 谁能解释一下“自动”控制的原理

生活中，使用无线方式完成遥控控制的操作越来越多，常见的有无线遥控开关灯，无线遥控各种电动玩具，无线遥控开关门、开关锁，无线遥控汽车防盗报警器以及各种工业无线遥控等等。无线遥控分为发射和接收两部分，发射部分也就是无线遥控器，其原理是将控制指令编码之后通过调制方式发送出去，接收电路接收到遥控信号后，通过解码得到控制指令，遥控编码和解码又分为固定编码和滚动编码两种，典型的固定编码芯片如PT2262、V1526、RT6588等等，典型的滚动编码芯片如HCS301、401等等。

固定编码和滚动编码遥控装置各有特点，固定编码的芯片价格便宜，但是地址编码数量较少，例如市场上使用最多的PT2262仅有6561个，重码机率高。滚动编码芯片，重码机率低，防破解性能好，但是价格较贵，而且使用前必须进行“对码”后方能投入工作，相对麻烦一些。

无线遥控器根据用途、场合、遥控距离的不同，其体积、外形也不不同，经常使用且随身携带的，则要求体积小、便携，例如：汽车防盗报警器的无线遥控器体积小巧，可以放到钥匙串上。家庭使用的遥控器要求外形美观、耐用、经济实用。工业控制使用的遥控器要求性能稳定、可靠，多数用于远距离遥控。除上之外，也有些用户要求无线遥控器能够一器多用，例如：一个遥控器可以控制家庭中所有的照明灯，所有的配电插座等；也有的要求能够使用一个遥控器在控制新增接收装置之外，还能够兼控原来已有的接收器……。

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E. 自动控制理论里的一型系统和二型系统是什么

自动控制理论里的一型系统和二型系统是系统开环传递函数的极点在坐标原点处的个数即为系统的型，一型系统和二型系统分别有一个和两个。

1、一型系统和二型系统开环传递函数可表示为：

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“自动控制理论(原理)”教学学时大致有三种，48学时、64学时和80学时。自动控制理论（原理）涉及专业比较多，教学内容以经典控制理论为主，控制对象依据专业而不同。

3、本书主要适用专业为： 电气工程及其自动化，机械设计及其自动化，电子信息工程。部分内容(例如控制对象方面的例题)稍加修改，也可以适应其他如建筑环境与能源应用工程专业等。

4、本教材是与上述的教学学时和专业相配套的教学参考书(80学时及以上的还需要略微补充一点内容)，同时也可作为学生自学教材。

(5)种理论对一个自动装置适用扩展阅读：

自动控制理论系统分类：

按控制原理的不同，自动控制系统分为开环控制系统和闭环控制系统，开环控制系统。

自动控制理论系统解析：

1、在开环控制系统中，系统输出只受输入的控制，控制精度和抑制干扰的特性都比较差。开环控制系统中，基于按时序进行逻辑控制的称为顺序控制系统。

2、由顺序控制装置、检测元件、执行机构和被控工业对象所组成。主要应用于机械、化工、物料装卸运输等过程的控制以及机械手和生产自动线。

3、闭环控制系统是建立在反馈原理基础之上的，利用输出量同期望值的偏差对系统进行控制，可获得比较好的控制性能。闭环控制系统又称反馈控制系统。

4、按给定信号分类，自动控制系统可分为恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。

5、恒值控制系统，给定值不变，要求系统输出量以一定的精度接近给定希望值的系统。如生产过程中的温度、压力、流量、液位高度、电动机转速等自动控制系统属于恒值系统。

6、随动控制系统，给定值按未知时间函数变化，要求输出跟随给定值的变化。如跟随卫星的雷达天线系统。

7、程序控制系统，给定值按一定时间函数变化。如程控机床。

F. 自动控制理论和现代控制理论，有什么区别最优控制理论又是什么

一、区别：

1、发展时间不一样

现代控制理论是在20世纪50年代中期迅速兴起的空间技术的推动下发展起来的。

自动控制理论的第一代为20世纪初开始形成并于50年代在线性代数的数学甚而上发展起来的现代控制理论。

2、内容不一样

现代控制理论按控制装置类型，可分为常规控制和计算机控制两种。常规控制采用模拟式控制器（见控制仪表），计算机控制采用电子数字计算机。

自动控制理论：线性系统理论、非线性系统理论、最优控制理论、随机控制理论和适应控制理论。

二、最优控制理论（optimal control theory），是现代控制理论的一个主要分支，着重于研究使控制系统的性能指标实现最优化的基本条件和综合方法。 最优控制理论是研究和解决从一切可能的控制方案中寻找最优解的一门学科。它是现代控制理论的重要组成部分。

(6)种理论对一个自动装置适用扩展阅读：

最优控制理论的研究内容：

对一个受控的动力学系统或运动过程，从一类允许的控制方案中找出一个最优的控制方案，使系统的运动在由某个初始状态转移到指定的目标状态的同时，其性能指标值为最优。这类问题广泛存在于技术领域或社会问题中。

例如，确定一个最优控制方式使空间飞行器由一个轨道转换到另一轨道过程中燃料消耗最少，选择一个温度的调节规律和相应的原料配比使化工反应过程的产量最多，制定一项最合理的人口政策使人口发展过程中老化指数、抚养指数和劳动力指数等为最优等，都是一些典型的最优控制问题。最优控制理论是50年代中期在空间技术的推动下开始形成和发展起来的。

苏联学者Л.С.庞特里亚金1958年提出的极大值原理和美国学者R.贝尔曼1956年提出的动态规划，对最优控制理论的形成和发展起了重要的作用。线性系统在二次型性能指标下的最优控制问题则是R.E.卡尔曼在60年代初提出和解决的。

G. 自动控制系统的理论是怎么样的

主要是反馈论。包括从功能的观点对机器和物体中（神经系统、内分泌及其他系统）的调节和控制的一般规律的研究。简单反馈中的“信息”，是一个一般意义上的词汇，即简单的“信息包括能量的机械传递、电子脉冲、神经冲动、化学反应、文字或口头的消息以及能够借以传递“消息”的任何其他手段。对于一个简单反馈的控制系统来说，它所反馈的信息往往是比较单纯的。而对于管理控制工作中的信息来说，它是根据管理过程和管理技术而组织起来的在生产经营活动中产的，并且经过了分析整理后的信息流或信息集，它们所包含的信息种类繁多，数量巨大。这种管理信息（包括管理控制工作中的信息）和管理系统结合一起，就形成了一个系统——管理信息系统。这种系统，由于既要反映生产过程，以便使信息系统能起到控制产品生产过程和产品的价值形成过程的作用；又要适应管理决策的需要，使信息系统能起到为各级管理服务作用，使信息的流动符合管理决策的需要，使信息系统成为进行科学管理严格执行计划的有力工具。因此，我们就要求它具有如下功能：①处理信息及时、准确；②控制计划和经营管理，使之处于最佳状态；③便于进行方案比较和择优；④有助于进行预测工作。20世纪40年代末到50年代，控制论主要研究单输入和单输出的线性控制系统的一般规律。它建立了系统、信息、调节、控制、反馈、稳定性等控制论的基本概念和分析方法，为现代控制理论的发展奠定了基础。它研究的重点是反馈控制，核心装置是自动调节器，主要应用于单机自动化。到了20世纪60年代，生产规模不断扩大，生产过程越来越复杂，对自动化控制的要求已不只是个别变量的问题，而是要求对多个变量进行综合调节和最优控制。控制论的研究对象是多输入和多输出系统的非线性控制系统。研究重点是最优控制、随机控制和自适应控制，主要应用于机组自动化和生物系统。

H. 在经典控制理论时期,分析和设计自动化控制系统的主要方法是什么分别基于什么样的原理和思想方法

看看网络的解释：

经典控制理论主要研究系统运动的稳定性、时间域和频率域中系统的运动特性（见过渡过程、频率响应）、控制系统的设计原理和校正方法（见控制系统校正方法）。经典控制理论包括线性控制理论、采样控制理论、非线性控制理论（见非线性系统理论）三个部分。早期，这种控制理论常被称为自动调节原理，随着以状态空间法为基础和以最优控制理论为特征的现代控制理论的形成（在1960年前后），开始广为使用现在的名称。

控制理论的形成远比控制技术的应用要晚。古代，罗马人家里的水管系统中就已经应用按反馈原理构成的简单水位控制装置。中国北宋元初年（1086～1089）也已有了反馈调节装置──水运仪象台。但是直到1787年瓦特离心式调速器在蒸汽机转速控制上得到普遍应用，才开始出现研究控制理论的需要。

1868年，英国科学家J.C.麦克斯韦首先解释了瓦特速度控制系统中出现的不稳定现象，指出振荡现象的出现同由系统导出的一个代数方程根的分布形态有密切的关系，开辟了用数学方法研究控制系统中运动现象的途径。英国数学家E.J.劳思和德国数学家A.胡尔维茨推进了麦克斯韦的工作，分别在1875年和1895年独立地建立了直接根据代数方程的系数判别系统稳定性的准则（见代数稳定判据）。

1932年，美国物理学家H.奈奎斯特运用复变函数理论的方法建立了根据频率响应判断反馈系统稳定性的准则（见奈奎斯特稳定判据）。这种方法比当时流行的基于微分方程的分析方法有更大的实用性，也更便于设计反馈控制系统。奈奎斯特的工作奠定了频率响应法的基础。随后，H.W.波德和N.B.尼科尔斯等在30年代末和40年代进一步将频率响应法加以发展，使之更为成熟，经典控制理论遂开始形成。

1948年，美国科学家W.R.埃文斯提出了名为根轨迹的分析方法，用于研究系统参数（如增益）对反馈控制系统的稳定性和运动特性的影响，并于1950年进一步应用于反馈控制系统的设计，构成了经典控制理论的另一核心方法──根轨迹法。

40年代末和50年代初，频率响应法和根轨迹法被推广用于研究采样控制系统和简单的非线性控制系统，标志着经典控制理论已经成熟。经典控制理论在理论上和应用上所获得的广泛成就，促使人们试图把这些原理推广到像生物控制机理、神经系统、经济及社会过程等非常复杂的系统，其中美国数学家N.维纳在1948年出版的《控制论》最为重要和影响最大。

经典控制理论在解决比较简单的控制系统的分析和设计问题方面是很有效的，至今仍不失其实用价值。存在的局限性主要表现在只适用于单变量系统，且仅限于研究定常系统。

以频率响应法和根轨迹法为核心的控制理论。[1]频率响应理论对于分析，设计单变量系统来说是非常有效的工具。设计者只需根据系统的开环频率特性，就能够判断闭环系统的稳定性和给出稳定裕量的信息，同时又能非常直观地表示出系统的主要参数，即开环增益与闭环系统稳定性的关系。频率响应法圆满地解决了单变量系统的设计问题。1948年，伊万斯(W. R. Evans)提出了控制系统分析和设计的根轨迹法。

I. 简述自动控制系统发展的四个阶段

1、早期控制

早在古代，劳动人民就凭借生产实践中积累的丰富经验和对反馈的直观认识，发明了许多着闪烁控制理论智慧火花的杰作。如果要追溯自动控制技术的发展史，早在两千年前人类就有了自动控制技术的萌芽。

2、经典控制理论

自动控制理论是与人类社会发展密切联系的一门学科，是自动控制科学的核心自从19世纪Maxwell对具有调速器的蒸汽发动机系统进行线性常微分方程描述及稳定性分析以来。

经过20世纪初Nyquist，Bode，Harris，Evans，Wienner，Nichols等人的杰出贡献，终于形成了经典反馈控制理论基础，并于50年代趋于成熟。

特点是以传递函数为数学工具，采用频域方法，主要研究单输入单输出线性定常控制系统的分析与设计，但它存在着一定的局限性，即对多输入多输出系统不宜用经典控制理论解决，特别是对非线性时变系统更是无能为力。

3、现代控制理论

随着20世纪40年代中期计算机的出现及其应用领域的不断扩展，促进了自动控制理论朝着更为复杂也更为严密的方向发展，特别是在Kalman提出的可控性和可观测性概念以及提出的极大值理论的基础上，在20世纪5060年代开始出现了以状态空间分析(应用线性代数)为基础的现代控制理论。

现代控制理论本质上是一种时域法，其研究内容非常广泛，主要包括三个基本内容：多变量线性系统理论最优控制理论以及最优估计与系统辨识理论现代控制理论从理论上解决了系统的可控性可观测性稳定性以及许多复杂系统的控制问题。

4、智能控制理论

随着现代科学技术的迅速发展，生产系统的规模越来越大，形成了复杂的大系统，导致了控制对象控制器以及控制任务和目的的日益复杂化，从而导致现代控制理论的成果很少在实际中得到应用经典控制理论现代控制理论在应用中遇到了不少难题，影响了它们的实际应用，其主要原因有三：

1)精确的数学模型难以获得此类控制系统的设计和分析都是建立在精确的数学模型的基础上的，而实际系统由于存在不确定性不完全性模糊性时变性非线性等因素，一般很难获得精确的数学模型；

2)假设过于苛刻研究这些系统时，人们必须提出一些比较苛刻的假设，而这些假设在应用中往往与实际不符；

3)控制系统过于复杂为了提高控制性能，整个控制系统变得极为复杂，这不仅增加了设备投资，也降低了系统的可靠性

第三代控制理论即智能控制理论就是在这样的背景下提出来的，它是人工智能和自动控制交叉的产物，是当今自动控制科学的出路之一。

(9)种理论对一个自动装置适用扩展阅读

自动控制系统的未来发展前景：

现代化工厂向规模集约化方向发展时，生产工艺对控制系统的可靠性、运算能力、扩展能力、开放性、操作及监控水平等方面提出了越来越高的要求。

传统的DCS系统已经不能满足现代工业自动化控制的设计标准和要求。随着工业自动化控制理论、计算机技术和现代通信技术的迅速发展，自动控制系统的未来发展方向将向智能化、网络化、全集成自动化等方向发展。

J. 自动控制理论和现代控制理论，有什么区别啊

一、两者的应用不同：

1、自动控制理论的应用：主要采用的方法是以状态为基础的状态空间法。目前，自动控制理论还在继续发展，正向以控制论、信息论、仿生学、人工智能为基础的智能控制理论深入。

2、现代控制理论的应用：现代控制理论比经典控制理论所能处理的控制问题要广泛得多，包括线性系统和非线性系统，定常系统和时变系统，单变量系统和多变量系统。它所采用的方法和算法也更适合于在数字计算机上进行。

二、两者的概述不同：

1、自动控制理论的概述：自动控制（原理）是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置（称控制装置或控制器），使机器、设备或生产过程（统称被控对象）的某个工作状态或参数（即被控制量）自动地按照预定的规律运行。

2、现代控制理论的概述：建立在状态空间法基础上的一种控制理论，是自动控制理论的一个主要组成部分。在现代控制理论中，对控制系统的分析和设计主要是通过对系统的状态变量的描述来进行的，基本的方法是时间域方法。

三、两者的特点不同：

1、自动控制理论的特点：可以采用不同的原理和方式对被控对象进行控制，但最基本的一种是基于反馈控制原理的反馈控制系统。

2、现代控制理论的特点：现代控制理论还为设计和构造具有指定的性能指标的最优控制系统提供了可能性。