控制理論與控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史及發(fā)展趨勢.docx

控制理論與控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史及趨勢姓 名： 學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師： 專 業(yè)： 所在學(xué)院：機(jī)電工程學(xué)院時(shí) 間：2011年11月3號(hào)控制理論與控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史及趨勢 摘要：由于自動(dòng)控制理論和自動(dòng)控制系統(tǒng)的的廣泛運(yùn)用，各行業(yè)的專業(yè)人員對(duì)它的學(xué)習(xí)，研究也在不斷的進(jìn)行。本文敘述了自動(dòng)控制理論和自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史（三個(gè)階段：經(jīng)典控制，現(xiàn)代控制，智能控制）和發(fā)展的趨勢。前言控制是人類對(duì)事物的認(rèn)識(shí)思考，進(jìn)而作出決策并作出相應(yīng)反應(yīng)的過程。人類在漫長的生產(chǎn)與生活實(shí)踐中不斷總結(jié)，積累經(jīng)驗(yàn)，形成理論，進(jìn)而指導(dǎo)實(shí)踐使生產(chǎn)力不斷發(fā)展。隨著生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，人們開始要求生活的高質(zhì)量， 一方面要從繁重的體力勞動(dòng)中解放自己，另一方 面要有更高質(zhì)量的產(chǎn)品來滿足生活的需要。自動(dòng)控制理論自動(dòng)控制系統(tǒng)就隨之而產(chǎn)生了?？刂评碚摵涂刂葡到y(tǒng)經(jīng)過漫長的發(fā)展，其研究范圍和應(yīng)用范圍很廣泛?？刂评碚撗芯康膶?duì)象和應(yīng)用領(lǐng)域不但涉及到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、運(yùn)輸?shù)葌鹘y(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還涉及到生物、通訊、信息、管理等新興行業(yè)。由于自動(dòng)控制理論和自動(dòng)控制系統(tǒng)獲得了如此廣泛的應(yīng)用，所以自動(dòng)控制的發(fā)展必將受到各行各業(yè)的關(guān)注。本文就是對(duì)控制理論和控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史進(jìn)行綜述，敘述控制發(fā)展的各個(gè)階段。還有就是控制理論和控制系統(tǒng)的今后的發(fā)展趨勢。一， 控制理論的發(fā)展歷史及趨勢 1， 早期的自動(dòng)控制裝置及自動(dòng)控制技術(shù)的形成古代人類在長期生產(chǎn)和生活中，為了減輕自己的勞動(dòng)，逐漸產(chǎn)生利用自然界動(dòng)力代替人力畜力，以及用自動(dòng)裝置代替人的部分繁難的腦力活動(dòng)的愿望，經(jīng)過漫長歲月的探索，他們互不相關(guān)地造出一些原始的自動(dòng)裝置。約在公元前三世紀(jì)中葉，亞歷山大里亞城的斯提西比烏斯首先在受水壺中使用了浮子。按迪爾斯（Diels）本世紀(jì)初復(fù)原的樣品，注入的水是由圓錐形的浮子節(jié)制的。而這種節(jié)制方式即已含有負(fù)反饋的思想 （盡管當(dāng)時(shí)并不明確）。公元前 500年，中國的軍隊(duì)中即已用漏壺作為計(jì)時(shí)的裝置。約在公元120年，著名的科學(xué)家張衡 （78-139,東漢）又提出了用補(bǔ)償壺解決隨水頭降低計(jì)時(shí)不準(zhǔn)確問題的巧妙方法。在他的“漏水轉(zhuǎn)渾天儀”中，不僅有浮子，漏箭，還有虹吸管和至少一個(gè)補(bǔ)償壺。最有名的中國水鐘“銅壺滴漏”由銅匠杜子盛和洗運(yùn)行建造于公元1316年（元代延祐三年），并一直連續(xù)使用到1900年。另外，我國在公元前350年已經(jīng)用在結(jié)構(gòu)上與水輪相似的水臼來碾米；在公元前50年用水輪來引水灌溉；在公元前31年在鍛冶場里使用水動(dòng)風(fēng)箱等。大大地減輕了人們的勞動(dòng)。這些自動(dòng)裝置雖然沒有現(xiàn)在的一些自動(dòng)控制裝置先進(jìn)，也沒有系統(tǒng)的理論作為支撐，但是這些裝置的發(fā)明對(duì)自動(dòng)控制的形成卻起到了先導(dǎo)作用。隨著這些自動(dòng)控制裝置的不斷的改進(jìn)和發(fā)展，逐漸形成了自動(dòng)控制技術(shù)，我們把自動(dòng)控制技術(shù)形成時(shí)期定在18世紀(jì)末20世紀(jì)30年代。人們應(yīng)用自動(dòng)控制的方法來代替人工控制各種機(jī)械設(shè)備，是人類歷史發(fā)展史上的一大創(chuàng)舉。這個(gè)時(shí)期有很多具有代表性的發(fā)明。1750年，安得魯. 米克爾為風(fēng)車引入了“扇尾”傳動(dòng)裝置，使風(fēng)車自動(dòng)地面向風(fēng)。隨后，威廉. 丘比特對(duì)自動(dòng)開合的百葉窗式翼板進(jìn)行改進(jìn)，使其能夠自動(dòng)地調(diào)整風(fēng)車的傳動(dòng)速度。這種可調(diào)整的調(diào)節(jié)器在1807年取得了專利權(quán)。1788年英國機(jī)械師J.瓦特發(fā)明離心式調(diào)速器，瓦特把它與蒸汽機(jī)的閥門連接起來，構(gòu)成蒸汽機(jī)轉(zhuǎn)速的閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)。瓦特的這項(xiàng)發(fā)明開創(chuàng)了近代自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置應(yīng)用的新紀(jì)元，對(duì)第一次工業(yè)革命及后來控制理論的發(fā)展有重要影響。這個(gè)時(shí)期控制理論的主要還是反饋控制原理和奈奎斯特頻率法。反饋控制的思想在很早以前就有的了，古代的很多的發(fā)明都體現(xiàn)這方面的思想，在上面所列舉的一些發(fā)明中都可以看到反饋思想的應(yīng)用。人們利用反饋可以設(shè)計(jì)各種閉環(huán)控制系統(tǒng)，閉環(huán)控制在控制理論中占有很重要的地位。另外就是奈奎斯特頻率法。1932年在貝爾實(shí)驗(yàn)室工作的奈奎斯特建立了著名的奈奎斯特判據(jù)，人們稱它為奈奎斯特頻率法。奈奎斯特頻率法的重要貢獻(xiàn)在于，它可以利用物理上能夠測量的開環(huán)系統(tǒng)頻率特性，來判別閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，靜態(tài)誤差和過渡過程某些品質(zhì)指標(biāo)等一系列問題。不用直接解微分方程，只要畫出開環(huán)系統(tǒng)的頻率特性，就會(huì)知道系統(tǒng)的穩(wěn)定性如何，就可以估算出系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)，而且可以知道應(yīng)該采取什么措施，可以是系統(tǒng)穩(wěn)定下來，進(jìn)一步穩(wěn)定系統(tǒng)的指標(biāo)等等。因此就出現(xiàn)了至今仍然在工業(yè)上廣泛應(yīng)用的PID調(diào)節(jié)器，P,I,D的不同組合，可以讓大多數(shù)系統(tǒng)獲得相當(dāng)滿意的性能指標(biāo)。由于奈奎斯特頻率法的優(yōu)點(diǎn)，使得其應(yīng)用在通訊、機(jī)械、化工和冶金等許多工業(yè)系統(tǒng)中，極大的推動(dòng)了人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，它的理論本身也在實(shí)際應(yīng)用中得到極大的發(fā)展和充實(shí)。1940年，伯德引入了半對(duì)數(shù)坐標(biāo)系，把復(fù)數(shù)運(yùn)算變成代數(shù)運(yùn)算，大大地簡化了頻率特性的繪制。1942年，H哈利斯引入了傳遞函數(shù)的概念，用方框圖、環(huán)節(jié)、輸入和輸出等信息傳輸?shù)母拍顏砻枋鱿到y(tǒng)的性能和關(guān)系。這樣就把原來由研究反饋放大器穩(wěn)定性而建立起來的頻率法，更加抽象化了，因而也更有普遍意義了，從而可以把對(duì)具體的物理系統(tǒng)，如力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)等系統(tǒng)的描述，統(tǒng)一用傳遞函數(shù)、頻率響應(yīng)等抽象的概念來描述。2， 經(jīng)典控制理論的形成和發(fā)展從提出頻率法開始到20世紀(jì)60年代，形成了現(xiàn)在人們所說的經(jīng)典控制理論即單變量控制理論。經(jīng)典控制理論的研究對(duì)象是具有單輸入、單輸出的單變量系統(tǒng)，而且多數(shù)是線性定常系統(tǒng)；使用的的數(shù)學(xué)工具是微分方程、拉氏變換等；研究方法有傳遞函數(shù)法、頻率響應(yīng)分析法、直觀簡便的圖解法(根軌跡法)和描述函數(shù)法；主要代表人物有美籍瑞典科學(xué)家奈奎斯特、美國科學(xué)家伯德及埃文斯。1945年，美國數(shù)學(xué)家維納把反饋的概念推廣到生物等一切控制系統(tǒng)。1948年，他出版了名著控制論一書為控制論奠定了基礎(chǔ)。錢學(xué)森于1954年在美國出版了工程控制論一書，書中所闡明的基本理論和觀點(diǎn)，奠定了工程控制論的基礎(chǔ)。第二次世界大戰(zhàn)后工業(yè)迅速發(fā)展，被控對(duì)象越來越復(fù)雜，這時(shí)又提出新的控制問題：非線性系統(tǒng)、時(shí)滯系統(tǒng)、脈沖及采樣控制系統(tǒng)、時(shí)變系統(tǒng)、分布參數(shù)系統(tǒng)和有隨機(jī)信號(hào)輸入的系統(tǒng)的控制問題等，促使經(jīng)典控制理論在20世紀(jì)50年代又有新的發(fā)展。眾多學(xué)者在總結(jié)了以往的實(shí)踐和關(guān)于反饋理論、頻率響應(yīng)理論并加以發(fā)展的基礎(chǔ)上，形成了較為完整的自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的頻率法理論。1948年又提出了根軌跡法。至此，自動(dòng)控制理論發(fā)展的第一階段基本完成。這種建立在頻率法和根軌跡法基礎(chǔ)上的理論，通常被稱為經(jīng)典控制理論。經(jīng)典控制理論中還有一部分重要內(nèi)容就是脈沖控制理論。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的誕生和發(fā)展，脈沖控制理論也迅速發(fā)展起來。在這方面首先作出重要貢獻(xiàn)的是奈奎斯特和香農(nóng)。奈氏首先證明把正弦信號(hào)從它的采樣值復(fù)現(xiàn)出來，每周期至少必須進(jìn)行兩次采樣。香農(nóng)于1949年完全解決了這個(gè)問題。香農(nóng)由此被成為信息論的創(chuàng)始人。線性脈沖控制理論以線性差分方程為基礎(chǔ)，線性差分方程理論在三、四十年代中已逐步發(fā)展起來。隨著拉氏變換在微分方程中的應(yīng)用，在差分方程中也開始加以應(yīng)用。利用連續(xù)系統(tǒng)拉氏變換同離散系統(tǒng)拉氏變換的對(duì)應(yīng)關(guān)系，奧爾登伯格(R.C.Oldenbourg)和薩托里厄斯(H. Sartorious)于1944年，崔普金(Tsypkin)于1948年分別提出了脈沖系統(tǒng)的穩(wěn)定判據(jù)，即線性差分方程的所有特征根應(yīng)位于單位圓內(nèi)。由于離散拉氏變換式是函數(shù)，又提出了用保變換將Z平面的單位圓內(nèi)部轉(zhuǎn)換到新的平面的左半面的方法這樣即可以使用Routh-Hurwitz判據(jù)，又可將連續(xù)系統(tǒng)分析的頻域方法引入離散系統(tǒng)分析。求得離散型頻率特性后，奈氏穩(wěn)定判據(jù)和其他一切研究線性系統(tǒng)的頻率法都可應(yīng)用，但由于Bode圖的應(yīng)用大受限制，頻率法在離散系統(tǒng)研究也受到限制。在變換理論的研究方面，霍爾維茲(W.Hurewicz)于1947年邁出了第一步，他首先引進(jìn)了一個(gè)變換用于對(duì)離散序列的處理。在此基礎(chǔ)上，崔普金于1949年，拉格茲尼和扎德(J.R.Ragazzini 和 L.A. Zadeh)于1952年分別提出了和定義了Z變換方法，大大簡化了運(yùn)算步驟并在此基礎(chǔ)上發(fā)展起脈沖控制系統(tǒng)理論。由于Z變換只能反應(yīng)脈沖系統(tǒng)在采樣點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，崔普金、巴克爾(R.H.Barker)和朱利(E.I.Jury)又分別于1950年、1951年和1956年提出了廣義Z變換或修正Z變(modifiedZ-transform)的方法。對(duì)同一問題，林威爾(W.K.Linvill)也于1951年用描述函的方法進(jìn)行了有效的研究，不過這一方法目前已較少使用。 經(jīng)典控制理論以拉氏變換為數(shù)學(xué)工具，以單輸入單輸出的線性定常系統(tǒng)為主要的研究對(duì)象。將描述系統(tǒng)的微分方程或差分方程變換到復(fù)數(shù)域中，得到系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，并以此作為基礎(chǔ)在頻率域中對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)，確定控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)。通常是采用反饋控制，構(gòu)成所謂閉環(huán)控制系統(tǒng)。經(jīng)典控制理論具有明顯的局限性，突出的是難以有效地應(yīng)用于時(shí)變系統(tǒng)、多變量系統(tǒng)，也難以揭示系統(tǒng)更為深刻的特性。當(dāng)把這種理論推廣到更為復(fù)雜的系統(tǒng)時(shí)，經(jīng)典控制理論就顯得無能為力了，這是因?yàn)樗囊韵聨讉€(gè)特點(diǎn)所決定。1經(jīng)典控制理論只限于研究線性定常系統(tǒng)，即使對(duì)最簡單的非線性系統(tǒng)也是無法處理的；2經(jīng)典控制理論只限于分析和設(shè)計(jì)單變量系統(tǒng)，采用系統(tǒng)的輸入輸出描述方式，這就從本質(zhì)上忽略了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的內(nèi)在特性，也不能處理輸入和輸出皆大于1的系統(tǒng)。實(shí)際上，大多數(shù)工程對(duì)象都是多輸入多輸出系統(tǒng)，盡管人們做了很多嘗試，但是，用經(jīng)典控制理論設(shè)計(jì)這類系統(tǒng)都沒有得到滿意的結(jié)果；3經(jīng)典控制理論采用試探法設(shè)計(jì)系統(tǒng)。即根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選用合適的、簡單的、工程上易于實(shí)現(xiàn)的控制器，然后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析，直至找到滿意的結(jié)果為止。雖然這種設(shè)計(jì)方法具有實(shí)用等很多優(yōu)點(diǎn)，但是，在推理上卻是不能令人滿意的，效果也不是最佳的，人們自然提出這樣一個(gè)問題，即對(duì)一個(gè)特定的應(yīng)用課題，能否找到最佳的設(shè)計(jì)。綜上所述，經(jīng)典控制理論的最主要的特點(diǎn)是：線性定常對(duì)象，單輸入單輸出，完成特定任務(wù)。即便對(duì)這些極簡單的對(duì)象、對(duì)象描述及控制任務(wù)，理論上也尚不完整，從而促使現(xiàn)代控制理論的發(fā)展：對(duì)經(jīng)典理的精確化、數(shù)學(xué)化及理論化。3， 現(xiàn)代控制理論的形成和發(fā)展現(xiàn)代控制理論中首先得到透徹研究的是多輸入多輸出線性系統(tǒng)，其中特別重要的是對(duì)刻劃控制系統(tǒng)本質(zhì)的基本理論的建立，如可控性、可觀性、實(shí)現(xiàn)理論、典范型、分解理論等，使控制由一類工程設(shè)計(jì)方法提高為一門新的科學(xué)。同時(shí)為滿足從理論到應(yīng)用，在高水平上解決很多實(shí)際中所提出控制問題的需要，促使非線性系統(tǒng)、最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制、辯識(shí)與估計(jì)理論、卡爾曼濾波、魯棒控制等發(fā)展為成果豐富的獨(dú)立學(xué)科分支。在50年代蓬勃興起的航空航天技術(shù)的推動(dòng)和計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展的支持下，控制理論在1960年前后有了重大的突破和創(chuàng)新。在此期間，貝而曼提出尋求最優(yōu)控制的動(dòng)態(tài)規(guī)劃法。龐特里亞金證明了極大值原理，使得最優(yōu)控制理論特得到極大的發(fā)展?？ǘ到y(tǒng)地把狀態(tài)空間法引入到系統(tǒng)與控制理論中來，并提出了能控性、能觀測性的概念和新的濾波理論。這些就構(gòu)成了后來被稱為現(xiàn)代控制理論的發(fā)展起點(diǎn)和基礎(chǔ)?，F(xiàn)代控制理論以線性代數(shù)和微分方程為主要的數(shù)學(xué)工具，以狀態(tài)空間法為基礎(chǔ)，分析與設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)。狀態(tài)空間法本質(zhì)上是一種時(shí)域的方法，它不僅描述了系統(tǒng)的外部特性，而且描述和揭示了系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)和性能。它分析和綜合的目標(biāo)是在揭示系統(tǒng)內(nèi)在規(guī)律的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在一定意義下的最優(yōu)化。它的構(gòu)成帶有更高的仿生特點(diǎn)，即不限于單純的閉環(huán)，而擴(kuò)展為適應(yīng)環(huán)、學(xué)習(xí)環(huán)等。較之經(jīng)典控制理論，現(xiàn)代控制理論的研究對(duì)象要廣泛得多，原則上講，它既可以是單變量的、線性的、定常的、連續(xù)的，也可以是多變量的、非線性的、時(shí)變的、離散的。現(xiàn)代控制理論具有以下特點(diǎn)：控制對(duì)象結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變 控制對(duì)象結(jié)構(gòu)由簡單的單回路模式向多回路模式轉(zhuǎn)變，即從單輸入單輸出向多輸入多輸出。它必須處理極為復(fù)雜的工業(yè)生產(chǎn)過程的優(yōu)化和控制問題。2研究工具的轉(zhuǎn)變（1）積分變換法向矩陣?yán)碚摗缀畏椒ㄞD(zhuǎn)變，由頻率法轉(zhuǎn)向狀態(tài)空間的研究；（2）計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展，由手工計(jì)算轉(zhuǎn)向計(jì)算機(jī)計(jì)算。3建模手段的轉(zhuǎn)變 由機(jī)理建模向統(tǒng)計(jì)建模轉(zhuǎn)變，開始采用參數(shù)估計(jì)和系統(tǒng)辨識(shí)的統(tǒng)計(jì)建模方法。 現(xiàn)代控制理論的發(fā)展同其他學(xué)科一樣，依賴于工業(yè)、科學(xué)、技術(shù)提出的越來越高的要求?！艾F(xiàn)代控制理論”這一名稱是1960年卡爾曼的著名文章發(fā)表后出現(xiàn)的。而在此之前，錢學(xué)森教授在五十年代就已發(fā)表了工程控制論的專著，并為當(dāng)時(shí)幾乎所有論文以突出形式加以引用。工程控制論，從廣義上看，是控制學(xué)科最具遠(yuǎn)見卓識(shí)的科學(xué)預(yù)見與理論，現(xiàn)代控制理論只是其一分支?，F(xiàn)代控制理論的進(jìn)一步發(fā)展包括以下方面：(1)建模和系統(tǒng)辨識(shí) 建模就是指建立系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，使其能正確反映系統(tǒng)輸入、輸出之間的基本關(guān)系。它是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析和控制的首要工作，直接決定著控制的成敗。由于系統(tǒng)比較復(fù)雜，往往不能通過解析的方法直接建模而主要是在系統(tǒng)輸入、輸出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或運(yùn)行數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，從一類給定的模型中，確定一個(gè)被研究系統(tǒng)本質(zhì)特征等價(jià)的模型。如果模型的結(jié)構(gòu)已經(jīng)確定，只需確定參數(shù)，就是參數(shù)估計(jì)問題。若模型的結(jié)構(gòu)和參數(shù)需同時(shí)確定，就是系統(tǒng)辨識(shí)問題。系統(tǒng)辨識(shí)已經(jīng)應(yīng)用在自適應(yīng)控制、優(yōu)化控制、預(yù)測控制、故障診斷等。(2)最優(yōu)控制理論最優(yōu)控制理論是設(shè)計(jì)最優(yōu)控制系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代控制理論的核心內(nèi)容之一。主要研究被控系統(tǒng)在給定性能指標(biāo)時(shí)，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的控制規(guī)律和方法。用于綜合最優(yōu)控制系統(tǒng)的主要方法是極大值原理和動(dòng)態(tài)規(guī)劃。目前，集中參數(shù)最優(yōu)控制理論和方法已趨成熟，而分布參數(shù)最優(yōu)控制、隨機(jī)最優(yōu)控制、大系統(tǒng)的最優(yōu)控制仍在研究和發(fā)展之中。最伏控制應(yīng)用在許多地方，如多臺(tái)電機(jī)協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)的最優(yōu)控制、玻璃窯爐燃燒過程白尋最優(yōu)控制、自動(dòng)焊接裝置的最優(yōu)控制及城市道路交叉口交通的最優(yōu)控制等。(3)自適應(yīng)控制理論隨著被控對(duì)象動(dòng)態(tài)特性變化(不確定性)而改變其控制器自身特性的控制系統(tǒng)，稱為自適應(yīng)控制系統(tǒng)；而關(guān)于自適應(yīng)控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)的理論，則稱為自適應(yīng)控制理論。它主要研究的基本問題是認(rèn)識(shí)被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性(辨識(shí))； 構(gòu)造適應(yīng)這種特性的控制器；用算法實(shí)現(xiàn)這種控制器。自適應(yīng)控制是控制理論應(yīng)用于實(shí)際的關(guān)鍵問題，它正朝著自學(xué)習(xí)、自組織及智能控制等方向發(fā)展。它已在船舶駕駛、過程控制中得到成功的應(yīng)用。(4)遙感、遙測和遙控20世紀(jì)20年代，遙測和遙控開始在鐵路信號(hào)和道岔控制上實(shí)際應(yīng)用。到了20世紀(jì)40年代，對(duì)大電力系統(tǒng)，石油、天然氣管道輸送系統(tǒng)等應(yīng)用了遙測和遙控。遙測就是對(duì)被測對(duì)象的某些參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)距離測量，如對(duì)大電力網(wǎng)上某點(diǎn)電壓或頻率的測量。遙控就是對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制，例如，從調(diào)度中心端對(duì)大電力網(wǎng)上某個(gè)電站機(jī)組的啟動(dòng)控制。最初的遙測、遙控系統(tǒng)采用有線信道。第二次世界大戰(zhàn)期間無線電遙控、遙測得到迅速發(fā)展，特別是航天技術(shù)的需要，而使它得到迅速的發(fā)展。例如，寧宙飛船航天員的生理情況(體溫、血壓及心率等)，由傳感器測量后，通過遙測無線電通信道傳至地面監(jiān)控站。而監(jiān)控站也可對(duì)飛船中的設(shè)備通過無線電通信道進(jìn)行操縱或控制。20世紀(jì)60年代以后，遙感技術(shù)得到了迅速發(fā)展。遙感就是利用裝載在飛機(jī)或人造衛(wèi)星等運(yùn)載工具上的傳感器，收集由地面目標(biāo)物反射或發(fā)射出來的電磁波，再根據(jù)這些數(shù)據(jù)來獲得關(guān)于目標(biāo)物(如礦藏、森林、作物產(chǎn)量等)的信息?，F(xiàn)已應(yīng)用在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、地質(zhì)、地理、海洋、水文、氣象、環(huán)境保護(hù)和軍事偵察等領(lǐng)域。4，智能控制理論的形成和發(fā)展智能控制理論是一個(gè)很大的研究領(lǐng)域。經(jīng)過八十年代的孕育發(fā)展，特別是近幾年的研究和實(shí)踐，國際上已認(rèn)識(shí)到采用智能控制是解決復(fù)雜系統(tǒng)控制問題的主要途徑，目前有很多智能控制方法已投入使用。在目前發(fā)表的工程類文獻(xiàn)中，從現(xiàn)代控制理論向智能化發(fā)展的研究越來越多，如帶有智能功能的傳統(tǒng)控制（自適應(yīng)控制、魯棒控制等），基于傳感器或行為的智能反饋控制，學(xué)習(xí)控制和循環(huán)控制，故障診斷及容錯(cuò)控制，以生產(chǎn)調(diào)度管理控制為背景的離散事件系統(tǒng)研究，機(jī)器人班組自組織協(xié)調(diào)控制，自主控制，以及控制系統(tǒng)的智能化設(shè)計(jì)等等。另外，用人工智能方法解決控制問題的研究也越來越多，如：決策論、帶有專家系統(tǒng)的監(jiān)控、預(yù)警及調(diào)度系統(tǒng)，用神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)控制的系統(tǒng)，基于符號(hào)表示、模糊邏輯等設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)，模式識(shí)別與特征提取，智能機(jī)的應(yīng)用等。特別是近年來對(duì)現(xiàn)場人工智能的研究更將人工智能的研究成果成果用于智能控制的道路上大大前進(jìn)了一步。當(dāng)前在許多專業(yè)化學(xué)科與工程中，針對(duì)特定對(duì)象的具體復(fù)雜性，綜合應(yīng)用各種智能控制策略，力求實(shí)現(xiàn)具體3C系統(tǒng)的智能控制，如機(jī)器人研究中的智能機(jī)器人，航空航天工程中空間機(jī)器人的自主控制，以智能材料為基礎(chǔ)的智能工程等。另一方面，更為抽象的一般智能原理的研究，如“擬人”與“擬社會(huì)”原理、分解集結(jié)原理、遞階控制。智能控制理論及系統(tǒng)具有下面幾個(gè)鮮明的特點(diǎn)：第一，在分析和設(shè)計(jì)智能控制系統(tǒng)時(shí)，重點(diǎn)不要放在傳統(tǒng)控制器的分析和設(shè)計(jì)上，而要放在智能機(jī)模型上,也就是說不要把重點(diǎn)放在對(duì)數(shù)學(xué)公式的描述、計(jì)算和處理上!實(shí)際上一些復(fù)雜大系統(tǒng)可能根本無法用精確的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行描述，而要把重點(diǎn)放在對(duì)非數(shù)學(xué)模型的描述、符號(hào)和環(huán)境的識(shí)別、知識(shí)庫和推理機(jī)設(shè)計(jì)和開發(fā)等上面來。第二，智能控制的核心是高層控制，其任務(wù)在于對(duì)實(shí)際環(huán)境或過程進(jìn)行組織，即決策和規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)廣義問題求解。第三，智能控制是一門邊緣交叉學(xué)科，傅京孫教授首先提出了智能控制的二元交集理論!即人工智能和自動(dòng)控制的交叉，美國的塞利德斯與1977把傅京孫的二元結(jié)構(gòu)擴(kuò)展為三元結(jié)構(gòu)!即人工智能、自動(dòng)控制和運(yùn)籌學(xué)的交叉，后來中南工業(yè)大學(xué)的蔡自興教授又將三元結(jié)構(gòu)擴(kuò)展為四元結(jié)構(gòu)!即人工智能、自動(dòng)控制、運(yùn)籌學(xué)和信息論的交叉，從而進(jìn)一步完善了智能控制的結(jié)構(gòu)理論。 第四，智能控制是一個(gè)新興的研究和應(yīng)用領(lǐng)域，有著極其誘人的發(fā)展前途。自從 “智能控制” 概念的提出到現(xiàn)在，自動(dòng)控制和人工智能專家和學(xué)者已經(jīng)提出了各種智能控制理論，有些已經(jīng)在實(shí)際中發(fā)揮了重要作用。5，控制理論的發(fā)展趨勢在 20世紀(jì)自動(dòng)控制領(lǐng)域的成果與應(yīng)用成就的基礎(chǔ)上， 面向21 世紀(jì)控制理論的發(fā)展趨勢為：（1）復(fù)雜系統(tǒng)建模與發(fā)展。為了滿足當(dāng)前高新技術(shù)發(fā)展的需要，研究大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)的建模與仿真工作已很迫切。這將涉及多層面、多分辨率的建模以及在聚合解聚作用下不同分辨率模型間的平滑一致性轉(zhuǎn)換、各種分析模型與知識(shí)模型之間的集成，以及在控制與決策過程中的優(yōu)化調(diào)度與靈活運(yùn)用 。（2）新型控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、方法與算法的研究：有關(guān)分布式分層遞階控制，非完全控制，可組態(tài)控制，進(jìn)化控制計(jì)算法，自組織自學(xué)習(xí)控制，綜合集成優(yōu)化方法， 智能化控制等。（3）混雜控制系統(tǒng)理論與應(yīng)用： 該理論是近年來發(fā)展很快和倍受重視的研究領(lǐng)域， 其特征是將離散系統(tǒng)和連續(xù)過程系統(tǒng)集成在一個(gè)框架結(jié)構(gòu)內(nèi)進(jìn)行分析、 綜合與優(yōu)化設(shè)計(jì)。反饋與優(yōu)化仍是其核心主題，開展該系統(tǒng)的研究將涉及微分、代數(shù)、數(shù)學(xué)邏輯與時(shí)序邏輯、基于 的分布式人工智能、網(wǎng)絡(luò)等多種學(xué)科?？梢哉J(rèn)為，混雜控制系統(tǒng)理論及應(yīng)用是新世紀(jì)控制學(xué)界開辟的一個(gè)具有里程碑意義的研究領(lǐng)域。（4）非線性控制系統(tǒng)理論及應(yīng)用：它仍然是控制科學(xué)中倍受重視的領(lǐng)域，近來發(fā)展很快，已在構(gòu)造性遞歸設(shè)計(jì)等方面取得重要進(jìn)展。該系統(tǒng)未來的成功，將有賴于獲取能提供清晰的簡單模型，這對(duì)防止出現(xiàn)過于復(fù)雜的非線性控制器是十分必要的 。（5）微觀控制或納米控制技術(shù)的研究：隨著制造業(yè)向納米級(jí)微觀層次發(fā)展，控制的理論方法與技術(shù)應(yīng)是這種新環(huán)境的需要，可以認(rèn)為微觀控制將是可實(shí)現(xiàn)及發(fā)揮其重要作用的高新技術(shù)。實(shí)質(zhì)上講，該技術(shù)是以力學(xué)為基礎(chǔ)的，因此，檢測、 建模、控制和實(shí)現(xiàn)等概念都會(huì)有根本性的變革，其核心仍是反饋上優(yōu)化。（6） 智能機(jī)器人系統(tǒng)： 機(jī)器人新時(shí)代人類的寵兒！近幾年來已取得極大地發(fā)展，智能機(jī)器人是開創(chuàng)未來的工作，它包含感知、思維和動(dòng)作功能，此人機(jī)交互技術(shù)，遙控自主、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，仿生和微機(jī)器人是極有發(fā)展前途的領(lǐng)域。（7） CIMS與智能制造系統(tǒng)：它在世紀(jì)必將會(huì)有更大地發(fā)展，將硬件動(dòng)態(tài)系統(tǒng)和混雜控制系統(tǒng)的理論及技術(shù)成果融為一體。（8） 大規(guī)模復(fù)雜工業(yè)過程智能化控制與決策。這種控制和決策一直受到控制學(xué)科和工業(yè)界的極度重視，包括動(dòng)力、冶煉和大型化工生產(chǎn)過程等。對(duì)這類系統(tǒng)的優(yōu)化控制應(yīng)特別注意正在高速發(fā)展的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) （如Internet 等），環(huán)境資源和基于的分布式人工智能、計(jì)算機(jī)智能技術(shù) 。至于智能控制的發(fā)展，它將包含：自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)、模糊控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在非線性系統(tǒng)建?？刂浦械膽?yīng)用，遺傳算法和進(jìn)化計(jì)算應(yīng)用于系統(tǒng)建模與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。其應(yīng)用涉及到控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、故障檢測與診斷，機(jī)器人控制、電力系統(tǒng)的負(fù)荷預(yù)測與控制、化學(xué)反應(yīng)器建模與控制、高速列車控制、空中交通管理與飛行器控制、 自主式農(nóng)用車輛、人工氣候控制、金融預(yù)測等。 二， 控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史及趨勢1， 控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史伴隨著控制理論的發(fā)展，控制系統(tǒng)也在相應(yīng)的發(fā)展和更新，以下對(duì)各個(gè)階段的控制系統(tǒng)進(jìn)行介紹。（1）PLC可編程序控制器系統(tǒng)PLC于20世紀(jì)60年代末在美國首先出現(xiàn)，目的是用來取代繼電器，執(zhí)行邏輯、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能，建立柔性程序控制系統(tǒng)。20世紀(jì)70年代的PLC只有開關(guān)量邏輯控制，首先應(yīng)用的是汽車制造行業(yè)。它以存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和運(yùn)算等操作的指令;并通過數(shù)字輸入和輸出操作，來控制各類機(jī)械或生產(chǎn)過亂用戶編制的控制程序表達(dá)了生產(chǎn)過程的工藝要求，并事先存入PLC的用戶程序存儲(chǔ)器中。運(yùn)行時(shí)按存儲(chǔ)程序的內(nèi)容逐條執(zhí)行，以完成工藝流程要求的操作。經(jīng)過30多年的發(fā)展，PLC已十分成熟與完善，并開發(fā)了模擬量閉環(huán)控制功能，有連續(xù)PID控制等多功能，也可一臺(tái)PLC為主站，多臺(tái)同型PLC為從站，構(gòu)成PLC網(wǎng)絡(luò)。主要用于工業(yè)過程中的順序控制，PLC在控制系統(tǒng)中的地位是無可爭議。近幾年來，PLC可編程序控制器及組成系統(tǒng)在我國冶金、電廠、輕工石化、礦業(yè)、水處理等行業(yè)更是到了廣泛的應(yīng)用，并取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。（2）DCS分散控制系統(tǒng)由于工業(yè)生產(chǎn)過程是一個(gè)分散系統(tǒng)，用戶往往關(guān)心的不只是一個(gè)控制系統(tǒng)，因?yàn)樗皇钦麄€(gè)生產(chǎn)過程的一部分。他需要了解、控制整個(gè)控制系統(tǒng)。例如，電廠生產(chǎn)原料是煤、水，而制成品是電。因此生產(chǎn)過程控制的方式最好是分散進(jìn)行，而監(jiān)視、操作和最佳化管理應(yīng)以集中為航隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，控制管理的要求不斷提高，過程參數(shù)日益增多，控制回路越加復(fù)雜，在20世紀(jì)70年代中期產(chǎn)生了集散控制系統(tǒng)DCS，他一經(jīng)出現(xiàn)就受到工業(yè)控制界的青睞。DCS是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和圖形顯示技術(shù)于一體的系統(tǒng)。相繼有幾十家美國儀表公司也推出自己的系統(tǒng)。由：YDCS的高額利潤，負(fù)責(zé)制造傳動(dòng)設(shè)備的公司和計(jì)算機(jī)公司也開始涉及DCS的開發(fā)、生產(chǎn)，導(dǎo)致各公司開發(fā)生產(chǎn)的DCS系統(tǒng)是封閉式系統(tǒng)，各公司產(chǎn)品基本不兼容。從不同方向發(fā)展起來的DCS在結(jié)構(gòu)上、軟件方面有些區(qū)別。儀表公司開發(fā)的DCS的控制器的軟件部分比較符合儀表工程人員應(yīng)用的習(xí)慣，特別是組態(tài)方式比較方便。傳動(dòng)公司設(shè)計(jì)的PLC部分比較好。計(jì)算機(jī)公司設(shè)計(jì)的DCS的人機(jī)界面比較友好。（3）FCS現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)20世紀(jì)90年代走向?qū)嵱没默F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，正以迅猛的勢頭快速發(fā)展，是目前世界上最新型的控制系統(tǒng)。現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)是目前自動(dòng)化控制技術(shù)中的一個(gè)熱點(diǎn)，正受到國內(nèi)外自動(dòng)化設(shè)備制造商與用戶越來越強(qiáng)烈的關(guān)注。現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，將給自動(dòng)化領(lǐng)域帶來了一場前所未有的革命，其深度和廣度將超過歷史的任何一次，從而開創(chuàng)自動(dòng)化控系統(tǒng)的新紀(jì)元?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)是順應(yīng)智能現(xiàn)場儀表而發(fā)展起來的。它的初衷是用數(shù)字通訊代替4至20mA模擬傳輸技術(shù)，但隨著現(xiàn)場總線技術(shù)與智能儀表管控一體化(儀表調(diào)校、控制組態(tài)、診斷、報(bào)警、記錄)的發(fā)展?？刂茖＜覀兗娂婎A(yù)言：FCS將成為21世紀(jì)控制系統(tǒng)的主流。在有些行業(yè)，F(xiàn)CS是由PLC發(fā)展而來的；而在另一些行業(yè)，F(xiàn)CS又是由DCS發(fā)展而來的，F(xiàn)CS既要具備DCS所具有的功能，又要能克服DCS的缺點(diǎn)。所以FCS與PLC及DCS之間有著千絲萬縷的聯(lián)系，又存在著本質(zhì)的差異。FCS系統(tǒng)的本質(zhì)是信息處理現(xiàn)場化。隨著現(xiàn)場總線技術(shù)的出現(xiàn)和成熟，促使了控制系統(tǒng)由集散控制系統(tǒng)(DCS)向現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)的過渡。在一般的FCS系統(tǒng)中，遵循一定現(xiàn)場總線協(xié)議的現(xiàn)場儀表可以組成控制回路，使控制站的部分控制功能下移分散到各個(gè)現(xiàn)場儀表中。從而減輕了控制站負(fù)擔(dān)，使得控制站可以專職于執(zhí)行復(fù)雜的高層次的控制算法。對(duì)于簡單的控制應(yīng)用，甚至可以把控制站取消，在控制站的位置代之以起連接現(xiàn)場總線作用網(wǎng)橋和集線器，操作站直接與現(xiàn)場儀表相連，構(gòu)成分布式控制系統(tǒng)。 分布式的FCS系統(tǒng)比DCS系統(tǒng)更好地體現(xiàn)了“信息集中，控制分散”的思想。與傳統(tǒng)的DCS相比，F(xiàn)CS有其自身的特點(diǎn)。FCS系統(tǒng)具有高度的分散性，它可以由現(xiàn)場設(shè)備組成自治的控制回路?，F(xiàn)場儀表或設(shè)備具有高度的智能化與功能自主性，可完成控制的基本功能，并可以隨時(shí)診斷設(shè)備的運(yùn)行情況。另外，F(xiàn)CS的結(jié)構(gòu)比DCS簡化。有的FCS系統(tǒng)省略了DCS中控制站這一層，操作站直接與現(xiàn)場儀表相連。這些使FCS的可靠性得到提高?，F(xiàn)場總線系統(tǒng)具有開放性。系統(tǒng)對(duì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)具有一致性、公開性，強(qiáng)調(diào)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的共識(shí)與遵從。通信協(xié)議一致公開，各不同廠家的設(shè)備之間可實(shí)現(xiàn)信息交換，通過現(xiàn)場總線可構(gòu)筑自動(dòng)化領(lǐng)域的開放互連系統(tǒng)。系統(tǒng)的開放性決定了它具有互操作性和互用性?；ゲ僮餍灾富ミB設(shè)備間、系統(tǒng)間信息傳送與溝通;而互用則意味著不同生產(chǎn)廠家的性能類似的設(shè)備可實(shí)現(xiàn)相互替換。作為工廠網(wǎng)絡(luò)底層的現(xiàn)場總線還對(duì)現(xiàn)場環(huán)境有較強(qiáng)地適應(yīng)性。它支持雙絞線、同軸電纜、光纜、無線和電 力線等，具有較強(qiáng)的抗干擾能力。由于結(jié)構(gòu)上的改變，F(xiàn)CS比DCS更節(jié)約硬件設(shè)備。使用FCS可以減少大量的隔離器、端子柜、L/O卡及I/O端口，這樣就節(jié)省了L/O裝置及裝置室的空間;同時(shí)減少了大量電纜，可以極大地節(jié)省安裝費(fèi)用。與此同時(shí)，F(xiàn)CS比DCS性能有所提高。由于免去了D/A與A/D變換，使儀表精度得到極大的提高;通過將PID功能植入到相應(yīng)的智能傳感器中去，使控制周期大為縮短。目前FCS可以從DCS的每秒調(diào)節(jié)2至5次增加到每秒調(diào)節(jié)10至20次，改善了調(diào)節(jié)性能。FCS具備了DCS與PLC的特點(diǎn)，無論是FCS或者是DCS還是PLC，它們最終是為了滿足整個(gè)生產(chǎn)過程而進(jìn)行的系統(tǒng)控制。而目前，新型的DCS與新型的PLC，都有向?qū)Ψ娇繑n的趨勢。新型的DCS已有很強(qiáng)的順序控制功能;而新型的PLC，在處理閉環(huán)控制方面也不差，并且兩者都能組成大型網(wǎng)絡(luò)，DCS與PLC的適用范圍，已有很大的交叉?？傊瓼CS是在DCS的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，F(xiàn)CS傾應(yīng)了自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展潮流，它必將替代DCS。這已是業(yè)內(nèi)人士的基本共識(shí)。然而，任何新事物的發(fā)生，發(fā)展都是在對(duì)舊事物的揚(yáng)棄中進(jìn)行的，F(xiàn)CS與DCS的關(guān)系必然也不例外。FCS代表潮流與發(fā)展方向，而DCS則代表傳統(tǒng)與成熟，也是獨(dú)具優(yōu)勢的事物。特別是現(xiàn)階段，F(xiàn)CS尚沒有統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)而呈群雄逐鹿之勢，DCS則以其成熟的發(fā)展，完備的功能及廣泛的應(yīng)用而占居著一個(gè)尚不可完全替代的地位?？梢赃@樣說，DCS處于控制系統(tǒng)中心地位的局面從此將被打破，一個(gè)嶄新的數(shù)字化控制時(shí)代將展現(xiàn)在我們的眼前。2， 控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢現(xiàn)場總線的崛起是控制理論領(lǐng)域發(fā)展趨勢的標(biāo)志，控制系統(tǒng)的智能化、分散化、網(wǎng)絡(luò)化成為了其發(fā)展趨勢。半個(gè)多世紀(jì)以來，控制體系歷經(jīng)基地式儀表控制系統(tǒng)、電動(dòng)單元組合式模擬儀表控制系統(tǒng)、集中式數(shù)字控制系統(tǒng)、集散控制系統(tǒng)(DCS)等4代過程控制系統(tǒng)，當(dāng)前我國水工業(yè)自動(dòng)化的主流水平即處于以PLC為基礎(chǔ)的DCS系統(tǒng)階段。與早期的一些控制系統(tǒng)相比，DCS系統(tǒng)在功能和性能上有了很大進(jìn)步，可以在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)裝置級(jí)、車間級(jí)的優(yōu)化和分散控制，但其仍然是一種模擬數(shù)字混合系統(tǒng)，從現(xiàn)場至PLC或計(jì)算機(jī)之間的檢測、反饋與操作指令等信號(hào)傳遞，仍然依靠大量的一對(duì)一的布線來實(shí)現(xiàn)。這種信號(hào)傳遞關(guān)系稱之為信號(hào)傳輸，而不是數(shù)據(jù)通信，難以實(shí)現(xiàn)儀表之間的信息交換，因而呼喚著具備通信功能的、傳輸信號(hào)全數(shù)字化的儀表與系統(tǒng)的出現(xiàn)。從而由集散控制過渡到徹底的分散控制?，F(xiàn)場總線技術(shù)將專用的CPU置入傳統(tǒng)的測控儀表，使它們各自都具有了數(shù)字計(jì)算和通信能力，即所謂“智能化”；采用可進(jìn)行簡單連接的雙絞線、IJ軸電纜等作為聯(lián)系的紐帶，把掛接在總線上作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的多個(gè)現(xiàn)場級(jí)測控儀表連接成網(wǎng)絡(luò)，并按公開、規(guī)范的通信協(xié)議，使現(xiàn)場測控儀表之間及其與遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)之問實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與信息交換，形成多種適應(yīng)實(shí)際需要的控制系統(tǒng)，即所謂“網(wǎng)絡(luò)化”；由于這些網(wǎng)上的節(jié)點(diǎn)都是具備智能的可通信產(chǎn)品，因而它所需要的控制信息(如實(shí)時(shí)測量數(shù)據(jù))不采取向PLC或計(jì)算機(jī)存取的方式，而可直接從處于同等層上的另一個(gè)節(jié)點(diǎn)上獲取，在現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)的環(huán)境下，借助其計(jì)算和通信能力，在現(xiàn)場就可進(jìn)行許多復(fù)雜計(jì)算，形成真正分散在現(xiàn)場的完整的控制系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)的自治性和可靠性。FCS成為發(fā)展的趨勢之一，是它改變了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，形成了新型的網(wǎng)絡(luò)集成全分布系統(tǒng)，采用全數(shù)字通信，具有開放式、全分布可互操作性及現(xiàn)場環(huán)境適應(yīng)性等特點(diǎn)，形成了從測控設(shè)備到監(jiān)控計(jì)算機(jī)的全數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)，順應(yīng)了控制網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展要求。目前，國內(nèi)、外的現(xiàn)場總線有60幾種之多，由于這一新技術(shù)所具有的潛在而巨大的市場前景，在商業(yè)利益的驅(qū)動(dòng)下，導(dǎo)致了近年來制訂現(xiàn)場總線國際標(biāo)準(zhǔn)大戰(zhàn)。長期以來的標(biāo)準(zhǔn)之爭，實(shí)際上已延緩了現(xiàn)場總線的發(fā)展速度。為了加快新一代系統(tǒng)的發(fā)展，人們開始尋求新的出路，一個(gè)新的動(dòng)向是從現(xiàn)場總線轉(zhuǎn)到Ethernet，用以太網(wǎng)作為高速現(xiàn)場總線框架的主傳。以太網(wǎng)是計(jì)算機(jī)應(yīng)用最廣泛的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在IT領(lǐng)域已被使用多年，已有廣泛的硬、軟件開發(fā)技術(shù)支持，更重要的是啟用以太網(wǎng)作為高速現(xiàn)場總線框架，可以使現(xiàn)場總線技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的主流技術(shù)很好地融合起來。在市場經(jīng)濟(jì)與信息