現(xiàn)代控制理論心得(共5頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上現(xiàn)代控制理論課程心得摘 要：從經(jīng)典控制論發(fā)展到現(xiàn)代控制論,是人類對控制技術(shù)認(rèn)識上的一次飛躍?，F(xiàn)代控制 論是用狀態(tài)空間方法表示,概念抽象,不易掌握。對于現(xiàn)代控制理論這門課程，本人選擇 了最為感興趣的幾個知識點進(jìn)行分析，并談一下對于學(xué)習(xí)這么課程的一點心得體會。關(guān)鍵詞：現(xiàn)代控制理論；學(xué)習(xí)策略；學(xué)習(xí)方法；學(xué)習(xí)心得 在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展中,伴隨著學(xué)科的高度分化和高度綜合,各學(xué)科之間相互交叉、 相互滲透,出現(xiàn)了橫向科學(xué)。作為跨接于自然科學(xué)和社會科學(xué)的具有橫向科學(xué)特點的現(xiàn)代控 制理論已成為我國理工科大學(xué)高年級的主要課程。 從經(jīng)典控制論發(fā)展到現(xiàn)代控制論， 是人類對控制技術(shù)認(rèn)識上的一

2、次飛躍。 經(jīng)典控制論限 于處理單變量的線性定常問題， 在數(shù)學(xué)上可歸結(jié)為單變量的常系數(shù)微分方程問題。 現(xiàn)代控制 論面向多變量控制系統(tǒng)的問題， 它是以矩陣論和線性空間理論作為主要數(shù)學(xué)工具， 并用計算 機(jī)來實現(xiàn)。 現(xiàn)代控制論來源于工程實際， 具有明顯的工程技術(shù)特點， 但它又屬于系統(tǒng)論范疇。 系統(tǒng)論的特點是在數(shù)學(xué)描述的基礎(chǔ)上， 充分利用現(xiàn)有的強(qiáng)有力的數(shù)學(xué)工具， 對系統(tǒng)進(jìn)行分析 和綜合。系統(tǒng)特性的度量，即表現(xiàn)為狀態(tài)；系統(tǒng)狀態(tài)的變化，即為動態(tài)過程。狀態(tài)和過程在 自然界、 社會和思維中普遍存在。 現(xiàn)代控制論是在引入狀態(tài)和狀態(tài)空間的概念基礎(chǔ)上發(fā)展起 來的。狀態(tài)和狀態(tài)空間早在古典動力學(xué)中得到了廣泛的應(yīng)用。在5O

3、年代Mesarovic教授曾提 出“結(jié)構(gòu)不確定性原理” ，指出經(jīng)典理論對于多變量系統(tǒng)不能確切描述系統(tǒng)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)。后 來采用狀態(tài)變量的描述方法，才完全表達(dá)出系統(tǒng)的動力學(xué)性質(zhì)。6O年代初，卡爾曼(Kalman) 從外界輸入對狀態(tài)的控制能力以及輸出對狀態(tài)的反映能力這兩方面提出能控制性和能觀性 的概念。這些概念深入揭示了系統(tǒng)的內(nèi)在特性。實際上，現(xiàn)代控制論中所研究的許多基本問 題，諸如最優(yōu)控制和最佳估計等，都是以能能控性和能觀性作為“解”的存在條件的。 現(xiàn)代控制理論是一門工程理論性強(qiáng)的課程，在自學(xué)這門課程時，深感概念抽象，不易掌 握；學(xué)完之后，從工程實際抽象出一個控制論方面的課題很難，如何用現(xiàn)代控制論的

4、基本原 理去解決生產(chǎn)實際問題則更困難，這是一個比較突出的矛盾。 對現(xiàn)代控制理論來說，首先遇到的問題是將實際系統(tǒng)抽象為數(shù)學(xué)模型，有了數(shù)學(xué)模型， 才能有效地去研究系統(tǒng)的各個方面。許多機(jī)電系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、管理系統(tǒng)?？山聘爬榫€。正文：現(xiàn)代控制理論課程總結(jié) 學(xué)習(xí)心得 從經(jīng)典控制論發(fā)展到現(xiàn)代控制論,是人類對控制技術(shù)認(rèn)識上的一次飛躍。現(xiàn) 代控制論是用狀態(tài)空間方法表示,概念抽象,不易掌握。對于現(xiàn)代控制理論這 門課程，在剛拿到課本的時候， 會認(rèn)為開課的 內(nèi)容會是上學(xué)期學(xué)的自動控制理論基礎(chǔ)的累贅或者簡單的重復(fù)， 更甚至我還以為是線 性代數(shù)的復(fù)現(xiàn)呢！ 根本沒有和現(xiàn)代控制論聯(lián)系到一起。但后面隨著老師講課的風(fēng) 格的

5、深入淺出，循循善誘，發(fā)現(xiàn)和自己想象的恰恰相反，老師精心準(zhǔn)備的 ppt 課件，向我們展示了現(xiàn)代控制理論發(fā)展過程，以及該掌 握內(nèi)容的方方面面，個人覺得，我們不僅掌握了現(xiàn)代控制理論的理論知識，更重 要的是學(xué)會了掌握這門知識的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S和科學(xué)的學(xué)習(xí)方法， 對以后學(xué)習(xí)其 他知識及在工作上的需要大有裨益，總之學(xué)習(xí)了這門課讓我受益匪淺。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展中,伴隨著學(xué)科的高度分化和高度綜合,各學(xué)科之間 相互交叉、 相互滲透,出現(xiàn)了橫向科學(xué)。作為跨接于自然科學(xué)和社會科學(xué)的具有 橫向科學(xué)特點的現(xiàn)代控制理論已成為我國理工科大學(xué)高年級的必修課。 經(jīng)典控制理論的特點 經(jīng)典控制理論以拉氏變換為數(shù)學(xué)工具， 以單輸入

6、單輸出的線性定常系統(tǒng)為 主要的研究對象。 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)在頻率域中對系統(tǒng)進(jìn)行分析和設(shè)計，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，經(jīng)典控制理論就 顯得無能為力了，這是因為它的以下幾個特點所決定。 1經(jīng)典控制理論只限于研究線性定常系統(tǒng)，即使對最簡單的非線性系統(tǒng)也 是無法處理的； 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)

7、。實 際上，大多數(shù)工程對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)計這類系統(tǒng)都沒有得到滿意的結(jié)果； 2經(jīng)典控制理論采用試探法設(shè)計系統(tǒng)。即根 據(jù)經(jīng)驗選用合適的、簡單的、工程上易于實現(xiàn)的控制器，然后對系統(tǒng)進(jìn)行分析，直至找到滿 意的結(jié)果為止。雖然這種設(shè)計方法具有實用等很多完整，從而促使現(xiàn)代控制理論的發(fā)展：對 經(jīng)典理論的精確化、數(shù)學(xué)化及理論化。優(yōu)點，但是，在推理上卻是不能令人滿意的，效果也 不是最佳的。綜上所述，經(jīng)典控制理論的最主要的特點是：線性定常對象，單輸入單輸出， 完成指定任務(wù)。 現(xiàn)代控制理論的特點 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。

8、 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， 現(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、時變的、離散的?，F(xiàn)代控制理論具有以下特點：控制對象結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn) 變 控制對象結(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?幾何方法轉(zhuǎn)變， 由頻率法轉(zhuǎn)向狀態(tài)空間的研究； （2） 計算機(jī)技術(shù)發(fā)展， 由手工計算轉(zhuǎn)向計算機(jī)計算。3建模手段的轉(zhuǎn)變 由機(jī)理建模向統(tǒng)計建模轉(zhuǎn)變，開始采用參 數(shù)估計和系統(tǒng)辨識的統(tǒng)計建模方法。 現(xiàn)代控制理論的研究目的 經(jīng)典控制理論只研究一個輸入輸出變量，且固定參數(shù)的定常系統(tǒng)。我們都十分重視專業(yè)應(yīng)用能力和實際動手