五千年(敝帚自珍)

主题:【原创】自我救赎之路 上 -- 流川

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家园 控制论最早是瓦特发明蒸汽机的时代萌芽的。

瓦特的蒸汽机需要速度调节器,通过蒸气推动一个节流阀门来控制蒸气流量。如果设计得好可以转速稳定,设计得不好会导致系统失稳乃至爆炸。有人使用微分方程的办法建立了最初的数学模型。

后来,数学家拉普拉斯(Laplace)发明了拉氏变换,将微分方程变换为复平面上变量s有关的方程,大大简化了自动控制系统的分析。人们发现负反馈系统有可能是稳定的,而正反馈会导致系统失稳。但是,在某些情况下,如反馈增益在一定范围内时,某些频率会产生正反馈导致系统震荡。

于是,奈奎斯特等科学家使用了根轨迹方法、波特图和奈奎斯特曲线来分析系统的稳定性,保证负反馈系统是稳定的。

60年代,在阿波罗登月计划中,科学家和工程师们发现,单输入单输出的控制系统不能满足需要,而多输入,多输出之间的耦合用传统控制论难以解决,遂创立了状态空间理论,使用复平面上的函数矩阵来描述一个多输入多输出的系统,以及使用“可控”“可观测”来描述输入量和输出量之间的关系,这就是现代控制理论的滥觞。

现代控制理论继续深入发展,又生出了模式识别、自适应控制等各种分支,目前还在不断的演进中。我的很多老师和师兄弟们,也在为此而不懈奋斗着。

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