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物聯網下的控制理論基礎

[發布日期:2014-03-04 14:24:39 瀏覽量:3473 文章來源:http://www.nawaiadab.com]

    在1868年至今的短短一百多年中,自動控制理論無論在深度和廣度上都得到了令人吃驚的發展,得到了眾多的應用。物聯網的理論基礎之一就是控制論,本節將對控制理論進行討論。
  1、經典控制理論
    (1)萌芽階段
    如果要追溯自動控控制技術的發展歷史,早在兩千年前我國就有了自動控制技術的萌芽。兩千年前我國發明的指南車,就是一種開環自動調節系統;公元1086 ~1089年,我國發明的水運儀象臺,就是一種閉環自動調節系統。
    2.起步階段
    隨著科學技術與工業生產的發展,到18世紀,自動控制技術逐漸應用到現代工業中。其中最卓越的代表是瓦特(J. Watt)發明的蒸汽機離心調速器,加速了第一次工業革命的步伐。
    3.發展階段
    1868年麥克斯韋(J. C. Maxwell)解決了蒸汽機調速系統中出現的劇烈振蕩的不穩定問題,提出了簡單的穩定性代數判據。1895年勞斯(Routh)與赫爾維茨(Hurwitz)把麥克斯韋的思想擴展到高階微分方程描述的更復雜的系統中,各自提出了兩個著名的穩定性判據一勞斯判據和赫爾維茨判據?;旧蠞M足了20世紀初期控制工程師的需要。
    由于第二次世界大戰需要控制系統具有準確跟蹤與補償能力,1932年奈奎斯特(H. Nyquiat)提出了頻域內研究系統的頻率響應法,為具有高質量的動態品質和靜態準確度的軍用控制系統提供了所需的分析工具。1948年伊萬斯(W.R.Ewanas)提出了復數域內研究系統的根軌跡法。
    建立在奈奎斯特的頻率響應法和伊萬斯的很軌進法基礎上的理論,稱為經典(古典)控制理論(或自動控制理論)。
    4.現代控制理論階段
    1947年控制論的奠基人美國數學家韋納(N. Weiner)把控制論引起的自動化同第二次產業革命聯系起來,并與1948年出版了《控制論一關于在動物和機器中控制與通訊的科學》,書中論述了控制理論的一般方法,推廣了反饋的概念,為控制理論這門學科奠定了基礎。我國著名科學家錢學森將控制理論應用于工程實踐,并與1954年出版了《工程控制論》。從40年代到50年代末,經典控制理論的發展與應用使整個世界的科學水平出現了巨大的飛躍,幾乎在各個領域都廣泛采用了自動化控制技術。

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