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控制論國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況

1控制論的創(chuàng)立和發(fā)展上世紀(jì)30年代末起以哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授、墨西哥生理學(xué)家

A.羅森勃呂特(Rosenblueth)和美國(guó)馬省理工學(xué)院數(shù)學(xué)教授N.維納(Wiener)

為首、不同領(lǐng)域的‘一群科學(xué)家來(lái)’,每月一次舉辦的關(guān)于科學(xué)方法論的討論會(huì)。A.羅森勃呂特N.維納2會(huì)議的討論非常激烈,以至于人類學(xué)家瑪格麗特?米德

(MargaretMead)在一次會(huì)議之后才發(fā)現(xiàn)她在會(huì)上把自己的一顆牙咬壞了。后來(lái)的會(huì)議就較為平和了,因?yàn)榇蠹矣辛艘幌盗泄餐慕?jīng)驗(yàn),語(yǔ)言趨向一致,可以互相理解了。3上世紀(jì)的第二次世界大戰(zhàn)前后通信和自動(dòng)控制技術(shù)都得到了迅速的發(fā)展。在這些技術(shù)的各自領(lǐng)域里分別提出了一些理論,都積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。一百多年來(lái)以調(diào)節(jié)和反饋為核心的控制和自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展為控制論的發(fā)展,提供了工程對(duì)象(即維納所稱的‘機(jī)器’)的控制理論和大量實(shí)用成果。用邏輯語(yǔ)言(邏輯代數(shù))來(lái)研究開(kāi)關(guān)電路系統(tǒng)的專著也已經(jīng)在六十多年前問(wèn)世了。4圖6-6生物神經(jīng)元示意圖神經(jīng)生理學(xué)家早已發(fā)現(xiàn)神經(jīng)元和神經(jīng)系統(tǒng)的“全或無(wú)”法則。而神經(jīng)元的這種特性,類似于電路中的替續(xù)(繼電器)式特性、計(jì)算機(jī)中的觸發(fā)器特性。這推動(dòng)了思維過(guò)程模型化的工作。5

科學(xué)的發(fā)展使專業(yè)領(lǐng)域(行業(yè))分工非常細(xì),各學(xué)者只關(guān)心自己的領(lǐng)域,不侵入別人的“領(lǐng)地”,以至于同一概念在不同領(lǐng)域重復(fù)著,有著不同的名稱。一個(gè)領(lǐng)域里的有些新概念,在另一領(lǐng)域已經(jīng)成為‘古典’的了。專業(yè)化成為了一種必需,也是一種枷鎖.61941年起,維納受美國(guó)政府的委托研究高射炮自動(dòng)瞄準(zhǔn)飛機(jī),這就是他的著名的維納控制系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)動(dòng)力學(xué)和濾波及預(yù)測(cè)方法。依此來(lái)設(shè)計(jì)由雷達(dá)控制的各種高射火炮的俯仰角和方位角控制,以自動(dòng)跟蹤高空的高速飛機(jī)進(jìn)行命中射擊,在第二次世界大戰(zhàn)中曾立下赫赫戰(zhàn)功。

7生物體的內(nèi)分泌與會(huì)者發(fā)現(xiàn)在完全不同的領(lǐng)域里,有些概念是相同的:譬如生物體內(nèi)的穩(wěn)態(tài)(homeostasis)。機(jī)器的穩(wěn)態(tài)(steady-state),電氣工程和高等數(shù)學(xué)中的特別積分---穩(wěn)態(tài)解,

都是一個(gè)概念。

動(dòng)物體內(nèi)這個(gè)穩(wěn)態(tài)恰可以與工程控制系統(tǒng)中的穩(wěn)態(tài)相類比。這個(gè)概念的建立,意味著人類對(duì)生命活動(dòng)的認(rèn)識(shí)進(jìn)入一個(gè)新階段。

8上世紀(jì)1943年冬1944年初之間由維納和博弈論及二進(jìn)制計(jì)算機(jī)創(chuàng)始人J.馮.諾依曼(vonNeumann)發(fā)起在普林斯頓召開(kāi)了對(duì)信息與控制(控制論)的全面討論會(huì)。其中包括數(shù)學(xué)家、生理學(xué)家、心理學(xué)家、社會(huì)學(xué)家和經(jīng)濟(jì)學(xué)家、工程師等;

9

?二次大戰(zhàn)結(jié)束后1946~1953年間由梅西基金會(huì)(MacyFoundation)發(fā)起的一系列關(guān)于反饋問(wèn)題的討論會(huì),對(duì)控制論的發(fā)展產(chǎn)生很大的推動(dòng)作用。其中1946年春在紐約舉行了一個(gè)規(guī)模適度的“生物和社會(huì)系統(tǒng)中循環(huán)因果和反饋機(jī)制”問(wèn)題的專題討論會(huì)。

與會(huì)者發(fā)現(xiàn)認(rèn)識(shí)到人的行動(dòng)和目的:從神經(jīng)系統(tǒng)出發(fā)進(jìn)入肌肉,然后通過(guò)感覺(jué)再進(jìn)入神經(jīng)系統(tǒng)的環(huán)形過(guò)程;《行動(dòng)、目的和目的論》論文(1943)首次用反饋和閉環(huán)回路來(lái)代替目的論的神經(jīng)生理行為。10反饋基本概念

的推廣人手從地上拾起一枝鉛筆手的震顛(目的震顛),不能拾起鉛筆,是由于小腦受傷;這種情況與 自動(dòng)控制系統(tǒng)的自振蕩很相似。手不能拾起鉛筆還可由于所謂“運(yùn)動(dòng)共濟(jì)失調(diào)”病,由于梅毒 引起的脊髓癆)心跳、血壓、體溫等自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)11早在1944年以前,圍繞維納和羅森勃呂特的一群科學(xué)家就已經(jīng)認(rèn)識(shí)到有關(guān)通信、控制和統(tǒng)計(jì)力學(xué)

的一系列核心問(wèn)題的統(tǒng)一,不管這些問(wèn)題是機(jī)器中的還是活的機(jī)體中的。他們發(fā)現(xiàn)關(guān)于這些問(wèn)題的文獻(xiàn)缺乏統(tǒng)一,沒(méi)有任何共同的術(shù)語(yǔ),甚至沒(méi)有一個(gè)稱呼這個(gè)領(lǐng)域的簡(jiǎn)單名稱。這不適宜于這個(gè)領(lǐng)域未來(lái)的發(fā)展。121947年維納將反復(fù)討論的學(xué)科命名為Cybernetics,他是從希臘字?(相當(dāng)于英文字“governor”原意為“掌舵人”、“駕馭者”)引用來(lái)的,漢譯為‘控制論’。并于1948年出版了他的震動(dòng)世界學(xué)術(shù)界的題為《控制論:或在動(dòng)物和機(jī)器中的通訊和控制的科學(xué)》(CyberneticsorControlandCommunicationintheanimalandthemachine)的著作。這宣告控制論作為一門(mén)科學(xué)的誕生。13Cybernetics這個(gè)詞是從希臘語(yǔ)的舵手steersman

helmsman(相當(dāng)于英文字“governor”)。(以紀(jì)念J.Maxwell的“OnGovernors”論文“關(guān)于調(diào)節(jié)器”---1868年)“控制論”被認(rèn)為是綜合性、邊緣性、基礎(chǔ)性的科學(xué)。

14反饋方法反饋概念已經(jīng)發(fā)展成為一種處理問(wèn)題的方法,稱為反饋方法。其含義是將系統(tǒng)結(jié)果(輸出)的一部分,經(jīng)過(guò)處理后再送到輸入端,以調(diào)整系統(tǒng)的再輸出。用維納的話來(lái)說(shuō),就是根據(jù)過(guò)去的操作情況去調(diào)整未來(lái)的行為。反饋方法已成為人們觀察和出處理問(wèn)題的重要思維和方法之一。無(wú)論什么科學(xué)都用到它。15例如,一本控制論的教科書(shū)自稱“重點(diǎn)在‘現(xiàn)代控制理論’”;國(guó)外著作《ThecontrolofPerception》被譯為《認(rèn)知控制論》,“量子控制論”論文的英文標(biāo)題被譯為“quantumcontroltheory”,譯著者可能有其理由,但很易使人將控制論與控制理論等同起來(lái)。發(fā)生這類情況較多。有的論著宣稱控制論就是‘控制的理論’;更有部隊(duì)新戰(zhàn)士入伍,按條例要將頭發(fā)剃短,這當(dāng)然有一番道理,形成論文“頭發(fā)控制論”發(fā)表。對(duì)于控制論的理解上存在一些失誤:(1)控制論=控制理論=控制的理論

=需要進(jìn)行控制的道理和議論;(2)控制論是…一種“方法論”…。什么是控制論?16首先,按照控制論的創(chuàng)始人納維的定義:控制論(Cybernetics)是研究動(dòng)物、機(jī)器和社會(huì)等系統(tǒng)中控制、反饋和通訊的共同規(guī)律的科學(xué)。

沒(méi)多久“動(dòng)物”二字就被“生命體”所替代。德國(guó)生物控制論學(xué)者Drischel,H.說(shuō)過(guò),到1973年一共提出過(guò)超過(guò)100個(gè)“控制論”的定義。17目前“控制論”的定義適宜更新表述為:利用經(jīng)典和現(xiàn)代控制理論以及智能控制和人工智能的技術(shù)對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的通信和控制進(jìn)行研究的科學(xué);復(fù)雜系統(tǒng)包括工程系統(tǒng)、生物系統(tǒng)(包括大腦活動(dòng))、自然系統(tǒng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)等。18

“在科學(xué)的發(fā)展上可以得到最大收獲的領(lǐng)域是各種已經(jīng)建立起來(lái)的部門(mén)之間的被忽視的無(wú)人區(qū)。...。正是這些科學(xué)的邊緣區(qū)域,給有教養(yǎng)的研究者提供了最豐富的機(jī)會(huì)”。羅森勃呂特和維納共同認(rèn)為:圖1-8

哲學(xué)家眼中的控制論科學(xué)體系無(wú)人區(qū)哲學(xué)數(shù)學(xué)醫(yī)學(xué)社會(huì)學(xué)數(shù)學(xué)生理醫(yī)學(xué)社會(huì)學(xué)哲學(xué)工程19

控制論

(1948,1961)

生物控制論、醫(yī)學(xué)控制論、

神經(jīng)控制論

軍事控制論(上世紀(jì)60年代)經(jīng)濟(jì)控制論(1975)管理控制輪社會(huì)控制論(1978)人口系統(tǒng)控制(1979)

工程控制論

(1954)自然控制論?(上世紀(jì)90年代)生態(tài)控制環(huán)境控制資源系統(tǒng)氣候系統(tǒng)控制論的發(fā)展控制論在世界范圍內(nèi)推動(dòng)了有關(guān)學(xué)科的發(fā)展,并孵化了一批新的學(xué)科,即控制論發(fā)展出各分支:

圖1-4作出突出貢獻(xiàn)的中國(guó)科學(xué)家錢(qián)學(xué)森20

目前在管理控制論的范疇內(nèi),就有財(cái)務(wù)、金融、會(huì)計(jì)、通貨、成本、產(chǎn)品質(zhì)量等二十幾種控制論的論著發(fā)表。國(guó)際上通行的做法是只有夠得上分支或亞分支的才冠以“某某控制論”。對(duì)較小問(wèn)題的控制論成果的表述方式為“基于(或應(yīng)用)控制論對(duì)….的研究”(…Cyberneticapproachto…)。因此,國(guó)內(nèi)“某某控制論”的‘提法’似乎太多,已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)有關(guān)學(xué)術(shù)界一種值得注意的傾向。學(xué)者們應(yīng)用控制論的觀點(diǎn)、方法試圖解決某一具體問(wèn)題,有一定的新見(jiàn)解,不等于已創(chuàng)立一個(gè)新的“控制論分支”。哪些夠得上新的分支是較為慎重的事情,應(yīng)由廣大控制論學(xué)者、專家在大型專業(yè)會(huì)議上討論來(lái)得出大多數(shù)人認(rèn)同的結(jié)論。21控制論的方法論

控制論和其他獨(dú)立的學(xué)科一樣,有它自己獨(dú)特的方法論。方法論從學(xué)科中提煉、升華出來(lái),但它又不是學(xué)科本身,兩者不能混同。本書(shū)認(rèn)為,控制論的方法論可以歸納為:它強(qiáng)調(diào)對(duì)不同部門(mén)的系統(tǒng)進(jìn)行信息分析和研究信息的處理、加工內(nèi)容及過(guò)程,確定輸入、輸出;對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行閉環(huán)和反饋及其因果性質(zhì)的分析;通過(guò)‘黑箱’和功能模擬方法建立系統(tǒng)的模型,探討系統(tǒng)的特性等;采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行仿真;采用類比的方法引進(jìn)其他部門(mén)系統(tǒng)中有用的思想,如進(jìn)化、適應(yīng)、自繁殖、自組織、最優(yōu)化、特別是智能等來(lái)控制該系統(tǒng)以制造、培育、創(chuàng)建出能滿足人們目的、更好的新機(jī)器(人造系統(tǒng))。221經(jīng)典控制原理與方法反饋控制和擾動(dòng)補(bǔ)償

系統(tǒng)模型與時(shí)域分析法

傳遞函數(shù)與頻域分析法控制系統(tǒng)分析與綜合2非線性系統(tǒng)控制方法

相平面法描述函數(shù)法分叉與混沌

現(xiàn)代頻域分析法3現(xiàn)代控制理論與方法

狀態(tài)空間模型能控性與能觀性狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)辨識(shí)最優(yōu)控制自適應(yīng)控制與預(yù)測(cè)控制大系統(tǒng)理論與系統(tǒng)工程4智能控制方法

人工智能與模式識(shí)別模糊控制神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)專家控制學(xué)習(xí)控制智能算法智能系統(tǒng)

控制論學(xué)者的“工具箱”:23

控制理論應(yīng)是自動(dòng)控制理論,但它僅是控制論所應(yīng)用的一種工具或方法,基本方法應(yīng)包括有經(jīng)典控制理論、現(xiàn)代控制理論、大系統(tǒng)理論、智能控制和智能系統(tǒng)四者的原理與方法。而錢(qián)學(xué)森1954年旅美時(shí)出版《EngineeringCybernetics》(中譯本《工程控制論》)是控制論用于工程和物理系統(tǒng),是分析、設(shè)計(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的理論和技術(shù),一般認(rèn)為工程控制論也即是自動(dòng)控制理論。

控制論與控制理論?24三論“系統(tǒng)論”、“信息論”和“控制論”自動(dòng)控制系統(tǒng)是動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的一個(gè)代表?!跋到y(tǒng)”本身是“系統(tǒng)科學(xué)”這個(gè)科學(xué)技術(shù)部門(mén)的研究和應(yīng)用的對(duì)象。其中直接用于改造客觀的工程方法和技術(shù),稱為系統(tǒng)工程。而其中用于揭示系統(tǒng)普遍性質(zhì)和一般規(guī)律的基礎(chǔ)科學(xué),稱為“系統(tǒng)論”?!跋到y(tǒng)論”、“信息論”和“控制論”一起俗稱“三論”,以“三論”為代表的新興學(xué)科及其所孕育的科學(xué)方法論,是20世紀(jì)以來(lái)最偉大的科學(xué)研究理論成果之一。它的崛起為人類認(rèn)識(shí)世界和改造世界提供了新的有力的武器。?25

然而,控制論的整個(gè)或部分觀點(diǎn),一開(kāi)始在前社會(huì)主義陣營(yíng)多數(shù)國(guó)家受到官方支持的某些學(xué)者的抵制和批判。1956年的前蘇聯(lián)《大百科全書(shū)》稱控制論為“反動(dòng)的偽科學(xué)”控制論的歷史遭遇?26一本前蘇聯(lián)1954年再版的著名的自動(dòng)調(diào)整(控制)教科書(shū)的緒論(中譯本)稱:“控制論者的主要目的是要用機(jī)器來(lái)代替人,而在思想活動(dòng)方面要建立一支能服從帝國(guó)主義需要的思維的機(jī)器。…”。幸好出于意識(shí)形態(tài)的偏見(jiàn)和自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)‘水火不容’的這種教條在上世紀(jì)50年代中期后通過(guò)學(xué)術(shù)討論逐步被克服。后期前蘇聯(lián)則企圖用控制論改進(jìn)其中央計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制。27《人有人的用處,控制論與社會(huì)》(TheHumanUseofHumanBeings,CyberneticsandSociety)

這是1950年維納在出版的小冊(cè)子,其中,著重論述了通信、法律、社會(huì)政策等等與控制論的聯(lián)系。進(jìn)一步認(rèn)為控制論在社會(huì)系統(tǒng)中應(yīng)用的可能性已經(jīng)出現(xiàn)。28控制論的其他概念

認(rèn)知控制必需變異度定律

自組織系統(tǒng)二階控制論29Macy基金會(huì)支持的這些會(huì)議的主席、MIT教授沃倫?麥卡洛克(WarrenMcCulloch)是擴(kuò)大控制論范疇上的一位重要人物。認(rèn)知控制30神經(jīng)生理學(xué)

Neurophysiology

+

數(shù)學(xué)

Mathematics

+

哲學(xué)

PhilosophyW.麥卡洛克作為一位經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的精神病專家,他將自己在神經(jīng)生理學(xué)、數(shù)學(xué)與物理的知識(shí)結(jié)合起來(lái)以更好地理解非常復(fù)雜系統(tǒng)。31…而知識(shí)通常被認(rèn)為是不可見(jiàn)的,是抽象的,麥卡洛克

認(rèn)識(shí)到知識(shí)是在人體的一個(gè)物理器官中形成的,即大腦。心靈(mind

)事實(shí)上是大腦與想法、物質(zhì)的與抽象的,科學(xué)與哲學(xué)的交匯處。32

物質(zhì)的 抽象的

BrainMind Knowledge

大腦心靈 知識(shí)心靈事實(shí)上是大腦與想法、物質(zhì)的與抽象的,科學(xué)與哲學(xué)的交匯處。33實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)論ExperimentalEpistemology麥卡洛克根據(jù)自己對(duì)物理與哲學(xué)交集的研究建立了一個(gè)新的領(lǐng)域。他將此稱為”實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)論“(Experimentalpistemology),用神經(jīng)生理學(xué)來(lái)研究知識(shí)。目的在于要解釋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的活動(dòng)是怎樣產(chǎn)生我們所體驗(yàn)的感覺(jué)與想法的。Philosophical

哲學(xué)的Physical物理的34最早的人工神經(jīng)元模型是M.麥克洛克(McCulloch)與W.皮茨(Pitts)于1943年提出的論文

《內(nèi)在于神經(jīng)活動(dòng)中的思想邏輯計(jì)算》

(Alogicalcalculusoftheideasimmanentin

nervousactivity),

一般簡(jiǎn)稱為M-P神經(jīng)元模型,它可以完成

“與”、“非”、“或”等基本的邏輯運(yùn)算,是目前

許多神經(jīng)元模型的基礎(chǔ)??凇禡athematicalBiophysics》,5:115-133pp.18-27(1943)。35一個(gè)重要的概念就是必需變異度律。當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)變得越來(lái)越復(fù)雜的時(shí)候,系統(tǒng)的控制者一定也要變得更為復(fù)雜,因?yàn)橛懈嗟墓δ苄枰{(diào)節(jié)。換言之,要調(diào)節(jié)的系統(tǒng)越復(fù)雜,系統(tǒng)的調(diào)節(jié)者就必須越復(fù)雜。LawofRequisiteVariety必需變異度定律

W.R.阿什比

(Ashby)提出36同樣的原理適用于活器官。人類具備任何一種動(dòng)物中最為復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與大腦。這使得人能夠從事許多不同的活動(dòng),具備復(fù)雜的身體。37.相反,某些動(dòng)物,例如海星….海參

...…還有??蜎](méi)有中心大腦,而只有簡(jiǎn)單的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),要調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單的身體及這些海洋生物的功能,有這些就足夠了??偠灾?,生物體越復(fù)雜,大腦就需要越復(fù)雜。38調(diào)節(jié)鍋爐這樣的復(fù)雜對(duì)象,需要多個(gè)調(diào)節(jié)器解耦控制

去耦裝置1給水流量W蒸汽溫度

汽包水位H

控制器1

執(zhí)行機(jī)構(gòu)1燃料量B

控制器2

執(zhí)行機(jī)構(gòu)2

去耦裝置2鍋爐對(duì)象的2輸入量2輸出量部分框圖39必需變異度律不只可運(yùn)用于控制機(jī)器和人體,還可用于社會(huì)系統(tǒng)。例如,為了控制犯罪,不需要也不可能警察與公民的比例為1:1,因?yàn)榫觳⒉恍枰芄竦乃谢顒?dòng)。警察只需要管違法的行為就可以了。因此,每1000個(gè)公民有1-2名警察就可以控制違法行為了。40在這個(gè)例子中,調(diào)節(jié)者與被調(diào)節(jié)的系統(tǒng)之間的相互吻合不僅在于增加了調(diào)節(jié)者的復(fù)雜度,而且在于減少了被調(diào)節(jié)系統(tǒng)的復(fù)雜度。也就是說(shuō),我們不需要增加警察的數(shù)量,只要決定被管理的人的少量的必需行為就可以了。41Self-OrganizingSystems

自組織系統(tǒng)生物體就是一種典型的和天然的自組織系統(tǒng)。它們能自動(dòng)修復(fù)缺損和排除故障,以恢復(fù)正常的結(jié)構(gòu)和功能。

壁虎受到襲擊時(shí),常自斷其尾,以保全性命。斷掉的尾巴,不久又會(huì)重新長(zhǎng)出來(lái)。42

自組織系統(tǒng)就是一個(gè)在走向平衡的過(guò)程中更有組織的系統(tǒng)。

R?阿什比

觀察到每一個(gè)系統(tǒng),只要它的內(nèi)在過(guò)程或者互動(dòng)規(guī)律沒(méi)有變化,這個(gè)系統(tǒng)就是一個(gè)自組織系統(tǒng)??刂普搶?dǎo)論

1958

Entropy熵:Aprobablisticmeasureofvariety.熵值越大,混亂無(wú)序的程度越大。43

例如,一群散亂地站著在等車的人…

…車來(lái)了,他們會(huì)自動(dòng)排隊(duì),因?yàn)檫^(guò)去的經(jīng)驗(yàn)告訴他們排隊(duì)是一個(gè)讓大家得到服務(wù)的實(shí)用而公平的方式。這些人就組成了一個(gè)自組織系統(tǒng)。應(yīng)用到社會(huì)系統(tǒng)44即使一瓶混合的沙拉油和醋也是一個(gè)自組織系統(tǒng)。搖動(dòng)一會(huì)兒后,這瓶油暫時(shí)就混合成一種穩(wěn)定的液體了。當(dāng)沙拉油趨于平衡后,混合液體的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化,油醋自動(dòng)分離。我們說(shuō)混合液體組織了自身。45沙拉油和醋分離擾動(dòng)—搖動(dòng)沙拉油和醋混合成穩(wěn)定的液體調(diào)節(jié)混合液+-46自組織概念導(dǎo)致了一個(gè)普遍的設(shè)計(jì)原理。為了改變一個(gè)物體,將物體放入到一個(gè)環(huán)境中,其中物體與環(huán)境的互動(dòng)改變物體,成為你所想要的物體。我們?cè)賮?lái)看一個(gè)例子…

47你會(huì)了解:“孟母三遷”

為什么?在每個(gè)例子中,已知的系統(tǒng)互動(dòng)規(guī)律都被用來(lái)產(chǎn)生出想要的結(jié)果。48實(shí)際孟子模式孟子孟母環(huán)境+-孟母所要求的孟子模式搬遷49

控制論不只是講對(duì)機(jī)器的反饋控制和通信可以應(yīng)用到生物、社會(huì);事實(shí)上生物、社會(huì)這些方面的控制論概念:自組織、自治(主)系統(tǒng)、自繁殖、自學(xué)習(xí)(智能)、自適應(yīng)和進(jìn)化等使機(jī)器控制的研究出現(xiàn)新的局面??刂普摳鞣种чg概念、思想互相移植例如自組織控制系統(tǒng),自適應(yīng)控制系統(tǒng)等等。?50控制系統(tǒng)中引用(移植)了生物系統(tǒng)中的自組織、自適應(yīng)系統(tǒng)的概念,建成如自適應(yīng)控制系統(tǒng),自適應(yīng)的變結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、自尋最優(yōu)調(diào)節(jié)器、控制器參數(shù)自調(diào)整的控制系統(tǒng)等等。器官移植手術(shù)中其它如‘繁殖’的概念,形成‘黑箱’方法促成系統(tǒng)辨識(shí)分支的發(fā)展;“移植”、自學(xué)習(xí)(智能)的概念,促成人工智能、智能控制系統(tǒng)的發(fā)展。?51自動(dòng)控制系統(tǒng)的自組織(自適應(yīng)控制系統(tǒng))自組織自動(dòng)控制系統(tǒng)自尋最優(yōu)的自動(dòng)控制系統(tǒng)自整定PID參數(shù)的自動(dòng)控制系統(tǒng)自調(diào)諧調(diào)節(jié)器(self-tuningregulator)圖5-19自校正控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖521960年代晚期,美國(guó)的控制論專家H·馮·福埃斯特

(

HeinzVonFoerster).,.

..

二屆控制論的創(chuàng)意者

二級(jí)控制論

SecondorderCybernetics53..…上述幾人開(kāi)始將控制論的原理運(yùn)用于理解觀察者的角色。這被稱為二階控制論。二階控制論StuartUmpleby54.一階控制論研究的是被控制的系統(tǒng),二階控制論研究的是自治

(autonomoussystems

orself-reference)系統(tǒng)。55將控制論原理運(yùn)用與社會(huì)系統(tǒng)引起了對(duì)系統(tǒng)觀察者的角色的注意…觀察者的角色

RoleoftheObserver56.觀察者在試圖研究和理解一個(gè)社會(huì)系統(tǒng)時(shí),是無(wú)法將自己與系統(tǒng)分離開(kāi)來(lái)的,也無(wú)法阻止自己對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。?要忽視觀察者的角色就不可能了。57例如,像著名人類學(xué)家瑪格麗特?米德

這種研究人類及其文化的科學(xué)家,肯定會(huì)對(duì)她所研究的人群產(chǎn)生影響的。因?yàn)樗途幼≡谧约核芯康纳鐣?huì)中,居民們會(huì)自然地、時(shí)不時(shí)地想要

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