浅谈自动控制理论和控制论学科的发展
(交运1202--1104120406--凌阳)
摘要：本文简要介绍自动控制理论的基本概念，主要回顾了自动控制理论发展的历程，即经典控制理论阶段、现代控制理论阶段、大系统理论与智能控制阶段，最后对自动控制理论的发展前沿进行总结分析，从而进一步加深对自动控制理论的认知。
关键词：自动控制发展历史智能控制控制理论方法论
一、引言
在短短一百年中，自动控制理论得到了令人吃惊的发展，对人类社会产生了巨大的影响。随着社会生产和科学技术发展，自动控制技术在不断进步、不断完善起来，控制理论目前还在向更纵深、更广阔的领域发展，无论在数学工具、理论基础、还是在研究方法上都产生了实质性的飞跃，在信息与控制学科研究中注入了蓬勃的生命力，启发并扩展了人的思维方式，引导人们去探讨自然界更为深刻的运动机理。自动控制理论的不断发展，必将会给提高社会生产力，提高人民的生活水平，促进人类的发展。
二、自动控制理论的基本概述
自动控制是指应用自动化仪器仪表或自动控制装置代替人自动地对仪器设备或工程生产过程进行控制，使之达到预期的状态或性能指标。对传统的工业生产过程采用自动控制技术，可以有效提高产品的质量和企业的经济效益。对一些恶劣环境下的操作，自动控制显得尤其重要。
自动控制理论是与人类社会发展密切联系的一门学科，是自动控制科学的核心。在已知控制系统结构和参数的基础上，求取系统的各项性能指标，并找出这些性能指标与系统参数间的关系就是对自动控制系统的分析；而在给定对象特性的基础上，按照控制系统应具备的性能指标要求，寻求能够全面满足这些性能指标要求的控制方案并合理确定控制器的参数，则是对自动控制系统的分析和设计。一般情况下自动控制理论的发展过程可以分为三个阶段：经典控制理论阶段、现代控制理论阶段、大系统理论与智能控制阶段。
与智能控制阶段。
三、控制理论的三大阶段
1、经典控制理论阶段
时间为20世纪40-60年代，经典控制理论以传递函数为数学工具，采用频域方法，主要研究“单输入一单输出”线性定常控制系统的分析与设计，它存在着一定的局限性，即对“多输入一多输出”系统不宜用经典控制理论解决，特别是对非线性、时变系统更是无能为力。其控制思想是首先旨在对机器进行“调节”，使之能够稳定运行，其次是采用“反馈”
方式，使得一个动力学系统能够按照人们的要求精确地工作，最终实现对系统按指定目标进行控制。
这一阶段的主要代表人物与事件有：
（1）、1875年，E．J．P,outh和A．Hurwitz提出了根据代数方程的系数判断线性系统稳定性方法。
（2）、1932年，H．Nyquest采用频率特性表示系统，提出了频域稳定性判据，很好地解决了Black放大器的稳定性问题，而且可以分析系统的稳定裕度，奠定7频域法分析与综合的基础。
（3）、1945年，LW．Bode发表了著作《网络分析和反馈放大器设计》，完善了系统分析和设计的频域方法，并进一步研究开发了伯德图。
（4）、1948年，N．Weiner发表了《控制沦——关于在动物和机器中控制和通讯的科学》一书，标志着控制论的诞生。
（5）、1948年，W．R．Evans提出了系统的根轨迹分析法，是一种易于工程应用的，求解闭环特征方程根的简单图解法，进一步完善了频域分析方法。
（6）、1954年，钱学森出版了《工程控制论》，全面总结了经典控制理论，标志着经典理论的成熟。
2、现代控制理论阶段
时间为20世纪60～70年代，现代控制理论本质上是一种“时域法”，它引入了“状态”的概念，用“状态变量”及“状态方程”描述系统。因而更能反映出系统的内在本质与特性。现代控制理论主要包括三个基本内容：多变量线性系统理论、最优控制理论以及最优估计与系统辨识理论，它从理论上解决了系统的可控性、可观测性、稳定性以及许多复杂系统的控制问题。其控制对象可以是多输人多输出系统、非线性时变系统、离散系统以及数字系统，应用范围更加广泛。
该阶段的主要代表人物与事件有：
（1）、1959年，苏联学者庞德亚金(L．S．Pontryagin)等学者创立了极大值原理，并找出最优控制问题存在的必要条件。
（2）、1953—1957年间，美国学者贝尔曼(R．Bellman)创立了解决最优控制问题的动态规律。
（3）、1959年，卡尔曼(R．E．Kalnlan)提出了滤波器理论，1960年，卡尔曼对系统采用状态方程得描述方法，提出了系统的能控性、能观测性。
（4）、罗森布洛克(I．H．Rosenbrcek)、欧文斯(D．H．Owens)和麦克法轮(G．MacFarlane)研究了使用于计算机辅助控制系统设计的现代频域法理论，为进一步建立统一的线性系统理论奠定了基础。
（5）、20世纪70年代奥斯特隆姆(瑞典)和期道(法国，L．https://www.doczj.com/doc/f5919261.html,ndau ）在自适
应控制理论和应用反面做出了贡献。
3、大系统理论与智能控制阶段
时间为20世纪70年代末至今，控制理论向着“大系统理论”和“智能控制”方向发展。“大系统理论”是用控制和信息的观点，研究各种大系统的结构方案、总体设计中的分解方法和协调等问题的技术理论基础，其主导思想是研究系统结构的能通性、可控性、可观性、可协调性，以求大系统的最优化、稳定化。而“智能控制”是研究与模拟人类智能活动及其控制与信息传递过程的规律，研究具有某些仿人智能的工程控制与信息处理系统，它的目标是提高控制系统自寻优、自适应、自学习、自组织等方面的智能水平。
这一阶段的主要代表人物与事件有：
（1）、60年代初期，Smith提出采用性能模式识别器来学习最优控制法以解决复杂系统的控制问题。
（2）、1965年Zadeh创立模糊集和论，未解决负载系统的控制问题提供了强有力的数学工具。
（3）、1966年，Mendd提出了“人工智能控制”的概念。
（4）、1967年，Izondes和Mendel正式使用“智能控制”，标志着智能控制思路已经形成，70年代初期，傅京孙、Gloriso和Saridis提出分级递阶智能控制，并成功应用于核反应、城市交通控制领域。
（5）、70年代中期，Mamdani创立基于模糊语言描述控制规则的模糊控制器，并成功用于工业控制。
（6）、80年代以来专家系统、神经网络理论及应用对智能控制器有着促进作用。
四、控制理论与控制论的解释
可以看出，控制理论的研究对象是“控制系统”，主要指机器的控制系统。它强调的是以数学方法为手段，以工程技术为背景。（注：控制理论其前期发展主要立足于工程技术领域，虽然后期发展已扩展到生物、生态、社会、经济领域) 控制理论是一门专业性的、工程性的技术学科。控制论是本世纪40年代末发展起来的一门新兴科学。控制论的奠基人诺伯特·维纳当时把控制论定义为：在动物和机器中控制和通讯的科学。最有意思的是，过了几年，在其第二本书《控制论与社会》中，指出了动物、机器和人的集体中各种控制和通讯过程的相似性。控制论的产生是由二十世际中期科学进步、技术进步和社会进步引起的。它是在科学知识的各种极其不同的部门一哲学、数学、生物科学、技术科学、甚至于社会科学的基础上产生的。它是消除了各专门科学的一定独立性的一体化趋势的结果。维纳在谈到控制论产生时说道，在科学发展上可以得到最大收获的领域是各种已经建立起来的部门之间的被忽视的无人区。维纳等人之所以能够创立控制论这门学科，正是由于他们的战略思想，抓住了当代科学技术发展的特点，认识到各门学科之间的相互渗透是一种潮流。值得骄傲一提的是，控制论与中国有不解之缘。维纳说过，1946年的中国之行(当时他来清华做客座教授)是他作为一名数学家和控制论专家的分界线。而且，维纳创立的控制论之所以能得到公正的
待遇，中国人钱学森及其创立的“工程控制论”有着不可磨灭的功劳。( 1954年钱学森在美国发表的(工程控制论)被公认为工程控制论的奠基性专著。）这本书出版以后，所有搞理工科的马上产生了强列的反响。1980年钱学森和宋健合著了《工程控制论》(修订版)，增补了二十年来这门科学发展的新成果，使工程控制论的内容更为丰富和完善。钱学森、宋健也一直认为自己是搞控制论的，并没有使用控制理论这一名字。控制论是否具有科学的地位，这个问题首先需要认真地讨论。我们知道，任何科学在知识体系中的地位，首先是由它的对象决定的。人们通常把科学所研究的规律理解为它的对象。但到目前为止，谁也没有发现或提出过控制论的任何一条规律，所以不能认为控制论也是研究规律的科学。那么控制论究竟是什么样的一门学科？控制论是以下列观念为基础的：有可能发展一种一般方法来研究各式各样系统中的控制过程。它的一个基本特征就是在动态(运动和变化) 过程中考察系统，这样就从根本上改变了研究系统的方法。它不是一门普通的专门学科，而是一个跨学科的知识部门。它从寻找学科之间的共同联系出发，将动物和机器的某些机制加以类比，从而抓住一切通迅和控制系统中所共有的特征，然后站在一个更概括的理论高度上加以综合，形成了一门具有更普遍意义的新理论。目前，控制论表示一种能应用于任何系统中的一般控制理论。(前苏联著名的控制论学者列尔涅尔的定义)它以功能方法研究组织界的各种系统——生物机体、机器装置和人类集体。也就是说，控制论是组织界系统(有组织的或被组织化的整体)的理论，研究它们的功能(行为、活动)的理论。必须强调的是：控制论研究上述系统，其着眼点是这些系统中所展开的信息(通讯)管理(控制)的过程。所以，研究控制论应当是在生物科学、技术科学和社会科学的中考虑控制论的方法，重点是分析信息的调节、控制的过程和系统的功能、行为、活动的性质。信息和反馈是控制论思想的核心。在控制论系统中，通讯(信息的传输) 和控制(信息的反馈)是不可分的。控制论在科学上有两点重要的价值，特别值得一提。第一是控制论给予我们一套统一的概念和一种共同的语言，使我们足以用来描述形形色色的系统，建立各门学科之间的关系。控制论第二个独特的好处是，对于那些以复杂著称而其复杂性不容忽视的系统，控制论给出了一种新的科学研究方法。可见，控制论作为一门科学，不仅具有自己的概念体系，而且具有自己的专门方法。控制论是一门理论性与实践性都很强的学科。它以强大的生命力活跃于自然科学和社会科学之中，它对促进现代科学技术的发展和人类思维方式的变革，有着重大的影响，并发挥着巨大的作用。可以看到，在人们理论活动和实践活动的各个领域里使用控制论的两个方面——理论控制论(原理)和控制论技术(方法)。在现代化建设中运用控制论的思想和方法有很重要的意义。
五、控制论方法论的基本观点
在科学方法论研究中，不能避开使用唯物辩证法来分析这些科学方法论的哲学实质，也不能仅限于运用一些哲学原理去分析，而应是以充分的根据与具体事实去揭示该学科的研究与马克息主义唯物辩证法有明显的一致性，也具有特殊的差异性。现在试以此观点来分析控制论方法论的基本观点。
1、系统的观点
控制论把研究的客体看成是个“系统”，着重研究系统的功能和动态，离开了系统，则不能实现控制，系统是个整体，它是由各个局部组成的。这个整体的各部分之间密切相关而推动整体的平衡运转，完成特定的目的任务。这种整体的观点正是我们认识和处理问题的出发点。正如列宁说的：“要真正地认识事物，就必须把握、研究它的一切方面、一切联系和‘中介’。我们决不会完全地做到这一点，但是，全面性的要求可以使我们防止错误和防止僵化。”系统论的观点，充分地体现了辩证法思想，并使它进一步具体化。在这个系统中的各个局部不是简单的相加，由于有序性，系统的整体不等于局部的总和。恩格斯在《反杜林论》一书中列举了一个骑兵作战的例子说明事物的对立统一，量变与质变、否定之否定这些唯物辩证法的最一般规律，进一步论证了整体大于各孤立部分的总和。
系统观点认为，系统是普遍存在的东西，大至浩瀚的宇宙，小至神经元，都可以说是一个相对独立的系统。一个较大的系统是若干“子系统”所组成的。任何大的系统如果忽视了一个子系统或者一个子系统脱离了整体，都将削弱或者是破坏系统的功能，完不成特定的任务。这是辩证法的普遍联系的观点的具体体现和实际运用。系统观点认为，系统是有严密结构和层次的，有单一系统、大系统和特大系统。这是按照其结构复杂、层次众多、规模庞大、作用大小的程度而定的。人脑虽小，却是一个特大系统。列宁曾说把握事物的联系，最重要是把握它的规律性的联系。对于系统结构、层次的有序性研究，有助于我们按规律办事。系统观点认为，我们不仅要研究系统发展变化的方向和趋势、活动的速度和方式，而且要探讨它们发展变化的动力、原因和规律，而动态性反映了辩证法的发展原理。系统论的创始人L . V . 贝塔朗菲着重研究开放性系统，这是任何活的系统与环境发生物质和能量交换的系统，而且也从开放性系统中推导出闭环系统(反馈控制系统)。而且系统发展变化的动力、原因，主要在于内部矛盾的变化。这就是唯物辩证法的动态观点。系统方法不能仅停留在定性分析阶段，必须进行定量分析。马克思的《资本论》可称得上用系统方法进行定量分析，现在定量分析已被人们所认识和广泛采用。系统方法并不担负解决世界间题的任务。但系统方法是在唯物辩证法的指导下形成自己的方法论原则，在各门学科运用系统方法的基础上概括出来的，所以，既不能用系统方法取代哲学方法，也不能用哲学方法取代统方法。
2、信息的观点
信息为控制论的基础。因为，控制论在研究系统的控制规律时，可以不考虑系统的具体的物质结构和能量的过程，它只考虑系统的信息和控制过程。在国内外负、有盛名的我国科学家钱学森同志认为，因为世界是由运动着的物质构成的。.所以，控制论的研究对象还是客观世界，控制论的研究对象最终还得联系到物质，只不过不是物质运动本身，而是代表物质运动的事物因素之间的关系。有些关系是直接的；有些关系不是直接的，要通过信息通道，表现为信息。尽管目前学术界对信息的概念还没有一致的意见，但信息作为一种现象，它普遍存在于各个领域，而事物内部、各个事物之间的信息过程、信息关系表现了物质世界的相互联系、相互作用的辩证统一性，它标志着系统的组织程度，使系统内部保持着有机的
联系。信息不是物质，也不是能量，但它必须借助于物质载体及其能量才能传递。信息是客观存在的，它是物质客体或观念之间相互联系的一种形式。信息与反映关系密切。信息依赖于反映，又不等于反映，两者是有联系又有耳别。从客体来分析，两者均为物质属性或能量的反映。从主体来分析，又都是人的心理映象，即主客体的因素在心理形成的作用。但信息乃是一种消除了的不确定性。维纳认为，可以用信息论研究反映论中定量研究的可能性，但不能用信息论代替反映论。信息与意识的关系在于意识是一种最高的信息过程，反映的最高形式。但信息不等于意识。因为，如果信息过程是存在的客观世界和地球上的生命一起出现，而意识是社会关系的产物。社会关系的形成又几乎是与人脱离动物界同时发生的。那么，反映为一切物质所具有的。
3、反馈的观点
反馈是控制论中的一个中心问题。N·维纳称之为控制论的“灵魂”。因为要控制就要有反馈，没有反馈就无从控制。反镇就是便系统尽快达到标准的手段。而反馈至少是双向钩通，这些都依赖于信息的传递加工，所以，反馈是信息的反馈。在一切控制系统中都存在友馈。所谓反馈，就是施控系统把信息输送出去，又将其作用结果的信号返送回来，并对信息的再输出发生影响，起到调节控制作用。科学认识的一般过程就是在主客观相互作用中，在认识世界和改造世界的过程中形成和发展的，通过信息的反馈使主体与客体达到一致。只有通过信息反馈才能在反复感受大量客观外部的各种偶然的随机事件中找到外部发展的规律性，达到改造客观世界，控制客观世界的目的。科学认识的目的正是在控制过程而获得规律性的认识只有通过信息反馈把认识过程的感性认识与理性认识，主观认识和客观实践过程衔接起来这是对辩证唯物主义认识论的又一科学的证明，进一步丰富和发展了马克思主义的认识论。反馈同原因及结果是有联系的。把对客体的作用看作原因，其相应的变化为结果。这个结果在很大程度上又制约着对产生结果的原因。这种原因与结果的相互作用是唯物辩证法的因果联条。但不是任何回答作用都以反馈为前提，只有在控制系统中，通过系统中的中间环节，有目的地、适当地并必要地要求信息渠道加以实现校正控制以达到目的的作用，才以反馈为前提的。由此可见，反馈是以控制信息和目的为前提的。反馈的原则是同因果联系和目的范畴密切联系。辩证法的两个基本原则就在反馈中表现出来。反馈可以解决系统中的确定性与不确定性的一对矛盾，使系统达到稳定的有效方法。运用反馈方法分析现象，可以得到过去传统方法所不能发现的新机制、新规律。
4、总体最优化的观点
总体不是局部，最优不是次优，而是在总体中的最优化。它是一切工作质量的中心。我国古人办事早就有个准则，即所谓“权衡利弊”、“两利相权取其
为两害相权取其小”，这就是简单的“最优化”思想。任何控制过程的任务，都是需要对控制对象施加主动影响，以“改善”它的行为，这就必须从全局出发，在局部与全局、事物、要素之间的联系与关系中选用一个合适的测度，以控制对象的问题，这就是最优化问题。它是一个统筹兼顾、全局与局部有机统一的思想方法，它接近于解决实际间题的主要矛盾。要
实现总体最优化，必须权衡利弊，作出最优决策，使系统在总体和分项上都确定一个可靠的质量指标，然后对系统的功能实施过程实行控制，使系统处于最佳平衡状态。最后，对系统过程的每一个环节的质量按指标进行控制，把质量间题分解在各部分，使各部分都能达到最佳质量标准。
六、控制论发展前沿
我们的专业学习始终围绕着一个词，那就是“控制”，不管是铁路运输还是道路运输根据课程不同，控制的具体表现也略有不同，但所表达的意义都是相同的。我们知道，我们所学习的课程都属于哲学这个大范畴，它具有指导人们认识自然，改造自然的普遍意义。这个意义在哲学上叫做规律，具体到个体学科我们可以叫它原理。在这个意义上，控制科学是以控制论、信息论、系统论为其方法基础的。
上面说了自动控制也属于哲学，那么它也要作为原理为我们指导实践形成方法论。由于控制工程是控制论一般原理在工程系统中的具体体现，所谓事实其实，我们就必须从工程系统的角度进行技术的集成，这也必然涉及到各行各业的技术和工业背景。想到此处，我忽然了解，控制工程从来就不是控制科学的专利，它也应该且必须在与各种工程领域的结合和各种相关技术的集成中得到发展。
自动控制受到工程技术领域的高度重视，控制理论的发展经历了经典理论、现代理论、到今天的智能控制，是科学技术高度发展与进步的必然，智能控制是一个新的研究领域，涉及到很多分支学科，可以从不同的方向开展理论研究和应用技术研兖，促进科学技术迅猛发展。事实上，现在已经出现了集经典控制理论、现代控制理论和智能控制理论于一身的各种复合控制理论。随着人们对复杂控制系统认识的加深，控制理论发展的空间以及前景将会更加广阔。
七、参考文献
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2015级硕士期末论文《现代控制理论综述》 课程现代控制理论姓名 学号 专业 2016 年1 月 4 日
经典控制理论与现代控制理论的差异 现代控制理论是建立在状态空间法基础上的一种控制理论，是自动控制理论的一个主要组成部分。在现代控制理论中，对控制系统的分析和设计主要是通过对系统的状态变量的描述来进行的，基本的方法是时间域方法。现代控制理论比经典控制理论所能处理的控制问题要广泛得多，包括线性系统和非线性系统，定常系统和时变系统，单变量系统和多变量系统。它所采用的方法和算法也更适合于在数字计算机上进行。现代控制理论还为设计和构造具有指定的性能指标的最优控制系统提供了可能性。现代控制理论的名称是在1960年以后开始出现的，用以区别当时已经相当成熟并在后来被称为经典控制理论的那些方法。现代控制理论已在航空航天技术、军事技术、通信系统、生产过程等方面得到广泛的应用。现代控制理论的某些概念和方法，还被应用于人口控制、交通管理、生态系统、经济系统等的研究中。 现代控制理论是在20世纪50年代中期迅速兴起的空间技术的推动下发展起来的。空间技术的发展迫切要求建立新的控制原理，以解决诸如把宇宙火箭和人造卫星用最少燃料或最短时间准确地发射到预定轨道一类的控制问题。这类控
制问题十分复杂，采用经典控制理论难以解决。1958年，苏联科学家Л.С.庞特里亚金提出了名为极大值原理的综合控制系统的新方法。在这之前，美国学者R.贝尔曼于1954年创立了动态规划，并在1956年应用于控制过程。他们的研究成果解决了空间技术中出现的复杂控制问题，并开拓了控制理论中最优控制理论这一新的领域。1960～1961年，美国学者R.E.卡尔曼和R.S.布什建立了卡尔曼-布什滤波理论，因而有可能有效地考虑控制问题中所存在的随机噪声的影响，把控制理论的研究范围扩大，包括了更为复杂的控制问题。几乎在同一时期内，贝尔曼、卡尔曼等人把状态空间法系统地引入控制理论中。状态空间法对揭示和认识控制系统的许多重要特性具有关键的作用。其中能控性和能观测性尤为重要，成为控制理论两个最基本的概念。到60年代初，一套以状态空间法、极大值原理、动态规划、卡尔曼-布什滤波为基础的分析和设计控制系统的新的原理和方法已经确立，这标志着现代控制理论的形成。 现代控制理论所包含的学科内容十分广泛，主要的方面有：线性系统理论、非线性系统理论、最优控制理论、随机控制理论和适应控制理论。 线性系统理论是现代控制理论中最为基本和比较成熟的一个分支，着重于研究线性系统中状态的控制和观测问题，其基本的分析和综合方法是状态空间法。按所采用的数学工具，线性系统理论通常分成为三个学派：基于几何概念和方法的几何理论，代表人物是W.M.旺纳姆;基于抽象代数方法的代数理论，代表人物是R.E.卡尔曼；基于复变量方法的频域理论，代表人物是H.H.罗森布罗克。 非线性系统理论的分析和综合理论尚不完善。研究领域主要还限于系统的运动稳定性、双线性系统的控制和观测问题、非线性反馈问题等。更一般的非线性系统理论还有待建立。从70年代中期以来，由微分几何理论得出的某些方法对
科技经济市场 1引言 500年至1500年，经济的年增长只有0.1%，在1000年的漫长岁月中，产出只增长了3倍，而18世纪的英国却取得了10倍于过去的增长率。这一现象第一次让人兴奋不已，古典经济学家们首先探讨了经济增长问题，对经济增长过程的分析是由斯密、李嘉图和马尔萨斯为主要代表的英国古典经济学家的核心工作，他们是研究经济增长理论的杰出前驱，斯密强调劳动专业化分工对经济增长的重要性，李嘉图则强调国际贸易对经济增长的贡献，而马尔萨斯则强调人口与经济增长的关系。但他们的研究视野都被局限在识别影响增长的因素和说明决定经济增长过程的机制上。 哈罗德1939年发表的《关于动态理论的一篇论文》和1948年出版的《走向动态经济学》，提出了经济学界的第一个经济增长理论模型，使经济增长问题的研究从定性走向了定量，1946-1947年美国经济学家多马发表了二篇有关经济增长的论文。哈罗德和多马提出的经济增长模型既是对凯恩斯宏观理论的进一步扩展，又是现代经济增长理论研究的起点，从而标志着主流经济学开始将经济增长的理论研究作为了重要的研究课题。 2经济增长理论模型化的开始 1870年以后，经济学主流关注的重点从供给转向了需求，经济增长的研究已远离了主流经济学家的视野，哈罗德-多马则开创了主流经济学家对经济增长理论模型的研究，标志着经济增长理论研究在主流经济学中的复兴。 现代经济学的增长模型是建立在Harrod（1939）和Domar （1946）的基础上，按照Harrod-Domar模型，决定一国经济增长的的最主要因素有两个：决定全社会投资水平的储蓄率和反映生产效率的资本-产出比率。由于假设前提的局限，在他们的模型中，资本和劳动同时实现充分就业的稳定状态的经济增长很难实现，即经济长期均衡增长呈现出“刀刃”特征。但Harrod-Domar模型标志了经济学界运用数理经济方法研究经济增长理论的开始，是对经济增长理论研究的一次重大革命：他对资本积累和劳动就业的研究，对以后的经济增长理论模型将资本和劳动作为经济增长所必须依赖的两大要素，显然具有直接的影响。这一模型既是现代经济增长理论的起点，也是将经济增长理论模型化的现代经济增长模型研究的起点，同时，它也是经济增长理论模型内生化进程的出发点。 Harrod-Domar模型强调物质资本的增长对现代经济增长的决定意义。这是以后的经济增长理论研究经济增长率的起点，模型中四个外生的参数：资本-产出比、储蓄率、技术进步的速度和人口增长率，以后的经济增长理论模型的发展基本上就是围绕着将这四个外生变量内生化而进行的。 3现代经济增长理论模型的基准 索罗在Harrod-Domar模型的基础上新引进了三个假设：（1）总 量生产函数象柯布道格拉斯生产函数一样具有新古典性质；（2）劳动和资本这二种生产要素在任何时刻都处于供求均衡状态；（3）劳动和资本可以相互替代。在此基础上索罗于1956年发表的论文《A Contribution to the Theory of Economic Growth》成了近半个世纪几乎所有的经济增长理论模型研究的基准点：（1）自索罗模型开始，新古典生产函数就成了经济增长理论模型中标准的总量生产函数；（2）在索罗模型的影响下，整个经济时刻都处于动态一般均衡状态成了经济增长理论模型中的通则；（3）索罗模型将给定人们掌握的技术下的劳动生产率内生化，于是在其模型中引入了那个著名的代表技术水平的变量A；（4）索罗模型还在经济增长理论中确立了一个思想传统：它使经济增长理论变成了完全从供给方面研究长期经济增长的根源；（5）在索罗模型的影响下，主流经济增长模型都以自己的长期增长稳态来解释形成“卡尔多稳态”的原因。 罗索模型通过假设资本和劳动之间的替代解决了Harrod-Domar模型中的“刀刃”问题，但它却不能解决没有外生给定技术进步时产生人均产出的长期增长，此外模型中的储蓄率也不是通过个人动态最优化行为内生决定的，更为紧要是的它能解决经济增长中的许多问题却不能解决经济增长本身！索罗模型的缺陷激发了经济学家们构造经济增长数学模型的冲动。其中，拉姆齐模型通过变分法解决了消费都在现在消费和未来消费之间的有效折中，解决了最优化的储蓄、生产和消费的时间路径，沿着这条思路的研究取得的最重要成果是卡斯和库普曼斯在1965年作出的贡献：他们将拉姆齐的消费都最优化理论引入新古典经济增长模型，从而使新古典模型达到了最完美的程度。 4将储蓄内生化的经济增长模型 新古典经济理论没有考虑消费者的最优化决策行为，而是假设储蓄是产出的固定比例，并且是外生给定的，从而使这个模型缺乏微观经济基础。于是新古典经济理论在将资本内生化的基础上进行了将储蓄率内生化。新古典经济理论的第二步内生化不仅导致了拉齐姆-卡斯库普曼斯模型（无限斯界模型）的产生，而且也导致了戴蒙德的世代交替模型的诞生。 按新古典经济学的研究范式将储蓄内生化，首要条件是建立附有对时间的主观帖现率的新古典的效用函数，在个人效用函数最大化分析中，重要问题之一是决策的时间范围，即决策的个人是将未来无限长时间中的效用最大化，还是仅仅将自己有限的一生的时间内进行效用的最大化，以前一种时间假定为条件建立的经济模型被称为“无限期界模型”（Infinite Horizon M odel）以后一种时间假设为条件建立的模型被称为“世代交叠模型”（Overlapping generations M odel）。 拉姆齐以数学模型论证了最优消费行为下，一国储蓄所必须满足的条件（Ramsey,1928），但由于当时经济数学工具的限制，拉姆齐推导出的其实是每个时点上的最优储蓄，而没有依据基本的效用函数指出整个未来时期中最优消费和最优储蓄的动 经济增长理论文献综述 佘时飞 （电子科技大学中山学院，广东中山528402） 摘要：在哈罗德-多马将经济增长理论模型化的基础上，索罗将资本进行了内生化，拉姆齐-卡斯-库普曼斯和戴蒙德则将储蓄进行了内生化，从而进一步完善了新古典经济增长理论。此后沿着内生化方向，出现了大量的文献，将经济增长理论的研究进一步推向深入。内生化将经济增长理论发展带入了一个全新的时代，成为当前经济理论研究的主导方向，本文将对这一方向的发展作一个较为系统的综述。 关键词：技术进步；制度创新；内生增长 经济研究 趦趻 2009年第8期
自动控制 摘要：综述了自动控制理论的发展情况，指出自动控制理论所经历的三个发展阶段，即经典控制理论、现代控制理论和智能控制理论。最后指出，各种控制理论的复合能够取长补短，是控制理论的发展方向。 自动控制理论是自动控制科学的核心。自动控制理论自创立至今已经过了三代的发展：第一代为20世纪初开始形成并于50年代趋于成熟的经典反馈控制理论；第二代为50、60年代在线性代数的数学基础上发展起来的现代控制理论；第三代为60年代中期即已萌芽，在发展过程中综合了人工智能、自动控制、运筹学、信息论等多学科的最新成果并在此基础上形成的智能控制理论。经典控制理论(本质上是频域方法)和现代控制理论(本质上是时域方法)都是建立在控制对象精确模型上的控制理论，而实际上的工业生产系统中的控制对象和过程大多具有非线性、时变性、变结构、不确定性、多层次、多因素等特点，难以建立精确的数学模型。因此，自动控制专家和学者希望能从要解决问题领域的知识出发，利用熟练操作者的丰富经验、思维和判断能力，来实现对上述复杂系统的控制，这就是基于知识的不依赖于精确的数学模型的智能控制。本文将对经典控制理论、现代控制理论和智能控制理论的发展情况及基本内容进行介绍。 1自动控制理论发展概述 自动控制是指使用自动化仪器仪表或自动控制装置代替人 自动地对仪器设备或工业生产过程进行控制，使之达到预期的状态或性能指标。对传统的工业生产过程采用自动控制技术，可以有效提高产品的质量和企业的经济效益。对一些恶劣环境下的控制操作，自动控制显得尤其重要。 自动控制理论是和人类社会发展密切联系的一门学科，是自动控制科学的核心。自从19世纪M ax we ll对具有调速器的蒸汽发动机系统进行线性常微分方程描述及稳定性分析以来，经过20世纪初Ny qu i s t，B od e，Ha rr is，Ev ans，W ie nn er，Ni cho l s等人的杰出贡献，终于形成了经典反馈控制理论基础，并于50年代趋于成熟。经典控制理论的特点是以传递函数为数学工具，采用频域方法，主要研究“单输入—单输出”线性定常控制系统的分析和设计，但它存在着一定的局限性，即对“多输入—多输出”系统不宜用经典控制理论解决，特别是对非线性、时变系统更
自动控制理论发展简史（经典部分） 牛顿可能是第一个关注动态系统稳定性的人。1687年，牛顿在他的《数学原理》中对围绕引力中心做圆周运动的质点进行了研究。他假设引力与质点到中心距离的q 次方成正比。牛顿发现，假设q>-3 ,则在小的扰动后，质点仍将保留在原来的圆周轨道附近运动。而当q≤-3时，质点将会偏离初始的轨道，或者按螺旋状的轨道离开中心趋向无穷远，或者将落在引力中心上。 在牛顿引力理论建立之后，天文学家曾不断努力以图证明太阳系的稳定性。特别地，拉格朗日和拉普拉斯在这一问题上做了相当的努力。1773年，24岁的拉普拉斯“证明了行星到太阳的距离在一些微小的周期变化之内是不变的”。并因此成为法国科学院副院士。虽然他的论证今天看来并不严格，但他的工作对后来李亚普诺夫的稳定性理论有很大的影响。 直到十九世纪中期，稳定性理论仍集中在对保守系统研究上。主要是天文学的问题。在出现控制系统的镇定问题后，科学家们开始考虑非保守系统的稳定性问题。 James Clerk Maxwell是第一个对反馈控制系统的稳定性进行系统分析并发表论文的人。在他1868年的论文“论调节器”(Maxwell J C.On Governors. Proc. Royal Society of London,vol.16:270-283,1868)中，导出了调节器的微分方程，并在平衡点附近进行线性化处理，指出稳定性取决于特征方程的根是否具有负的实部。Maxwell的工作开创了控制理论研究的先河。 Maxwell是一位天才的科学家，在许多方面都有极高的造诣。他同时还是物理学中电磁理论的创立人(见其论文“A dynamical theory of the electromagnetic field”，1864)。目前的研究表明，Maxwell事实上在1863年9月即已基本完成了其有关稳定性方面的研究工作。 约在1875年，Maxwell担任了剑桥Adams Prize的评奖委员。这项两年一次的奖授予在该委员会所选科学主题方面竞争的最佳论文。1877年的Adams Prize的主题是“运动的稳定性”。E.J.Routh在这项竞赛中以其跟据多项式的系数决定多项式在右半平面的根的数目的论文夺得桂冠(Routh E J.A Treatise on the Stability of Motion.London,U.K.:Macmillan,1877)。Routh的这一成果现在被称为劳斯判据。Routh工作的意义在于将当时各种有关稳定性的孤立的结论和非系统的结果统一起来，开始建立有关动态稳定性的系统理论。 Edward John Routh 1831年1月20日出生在加拿大的魁北克。他父亲是一位在Waterloo服役的英国军官。Routh 11岁那年回到英国，在de Morgan指导下学习数学。在剑桥学习的毕业考试中，他获得第一名。并得到了“Senior Wrangler”的荣誉称号。（Clerk Maxwell排在了第二位。尽管Clerk Maxwell当时被称为最聪明的人。）毕业后Routh开始从事私人数学教师的工作。从1855年到1888年Routh教了600多名学生，其中有27位获得“Senior Wrangler”称号，建立了无可匹敌的业绩。Routh于1907年6月7日去世，享年76岁。 Routh之后大约二十年，1895年，瑞士数学家A. Hurwitz在不了解Routh工作的情况下，独立给出了跟据多项式的系数决定多项式的根是否都具有负实部的另一种方法(Hurwitz A. On the conditions under which an equation has only roots with negative real parts. Mathematische Annelen,vol.46:273-284,1895)。Hurwitz的条件同Routh的条件在本质上是一致的。因此这一稳定性判据现在也被称为Routh-Hurwitz稳定性判据。 1892年，俄罗斯伟大的数学力学家A.M.Lyapunov（1857.5.25-1918.11.3）发表了其具有深远历史意义的博士论文“运动稳定性的一般问题”(The General Problem of the Stability of Motion,1892)。在这一论文中，他提出了为当今学术界广为应用且影响巨大的李亚普诺夫方法，也即李亚普诺夫第二方法或李亚普诺夫直接方法。这一方法不仅可用于线性系统而且可用于非线性时变系统的分析与设计。已成为当今自动控制理论课程讲授的主要内容之一。 Lyapunov是一位天才的数学家。他是一位天文学家的儿子。曾从师于大数学家P.L.Chebyshev(车比晓夫)，和A.A.Markov(马尔可夫)是同校同学（李比马低两级），并同他们始终保持着良好的关系。他们共同在概率论方面做出过杰出的成绩。在概率论中我们可以看到关于矩的马尔可夫不等式、车比晓夫不等式和李亚普诺夫不等式。李还在相当一般的条件下证明? 在控制系统稳定性的代数理论建立之后，1928年至1945年以美国AT&T公司Bell实验室(Bell Labs)的科学家们为核心，又建立了控制系统分析与设计的频域方法。
内生增长理论的历史渊源及其现代发展 1986年，Romer向美国经济学会（AEA）年会递交了一篇仅仅七页的论文，与会的经济学家及Romer本人都没有想到这篇短文对于今后十多年的经济增长研究的影响。事实上，由Romer的论文及其他后继者的工作，开创了增长理论研究的一个新时代，即内生增长理论时代。从经济学家角度来看，尽管宏观经济学与经济增长理论均研究宏观经济问题，但增长理论是要解决经济增长的长期路径问题，因而更关注经济中的潜在产出及其增长路径的原因，其基础是一个足够简单而符合实际情况的生产函数，而宏观经济学则考察经济的短期波动问题。因此，对于经济学家来说，怎样在一些合乎现实情况的生产函数基础上，研究经济的长期增长路径，是经济增长理论所要解决的问题[1]。为了解决这个问题，很多经济学家进行深入的研究，而形成了今天内生增长理论百花齐放的局面。新增长理论兴起的一个重要原因，在于其对战后的世界经济增长，乃至于人类社会长期以来的经济增长提供了一个基本解释框架（例如，Kremer （1993）对于全世界有史以来的经济增长过程的研究）。另一个原因则是其对于具有经典意义的Solow模型所作出的更合乎现实的修正。这主要体现在其巧妙地避开了新古典增长模型无法与规模报酬递增及边际报酬不变自洽的矛盾。还有一个原因是自70年代以来宏观经济学所遇到的困境，理性预期的出现，从本质上并没有挽救宏观经济学所面临的一系列问题，而是使宏观经济学成为一些远离现实的更复杂的数学模型,例如Sala-I-Martin(2001)指出，新增长理论出现的一个重要的贡献是使经济学家的注意力从理性预期转移到长期问题，而理性预期对于长期问题事实上没有作出贡献。本文旨在探讨由Romer及Lucas 所开创的内生增长理论的思想渊源，并说明其现代进展。 一、内生经济增长理论的理论渊源 自经济学产生开始，经济学家就不断探索经济增长的原因、经济增长的内在机制及经济增长的途径。早期的许多经济学家，如A.Smith、K.Marx、 D.Ricardo等，均对经济增长理论进行了深刻的探索。但真正建立了增长理论现代形式[2]的却是本世纪三四十年代的经济学家Harrod与Domar。Harrod与Domar在Kenyes所发展的宏观经济学基础上，将其进行动态化，将经济增长理论引入现代时期[3]。 Harrod与Domar使用了里昂惕夫性质的生产函数，即F=MIN（K/G，L），并使用I=S均衡条件，得到了长期增长的均衡路径。但是，由于Harrod与Domar所使用的生产函数的非连续性，导致这种均衡是十分不稳定的，正是Harrod—Domar模型的路径被称为刃锋上的增长的原因。在1956年，Solow对Harrod—Domar模型的生产函数进行了修正，创立了著名的新古典增长模型。Solow的贡献在于在生产函数中引入技术进步因素，并假设资本与劳动之间可完全替代[4]，这种具有连续性的生产函数使经济学家可以寻找到一种稳定的持续增长路径。
目录 1 实验背景 (2) 2 实验介绍 (3) 3 微分方程和传递函数 (6)
1 实验背景 在现代科学技术的众多领域中，自动控制技术起着越来越重要的作用。自动控制原理是相对于人工控制概念而言的，自动控制是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置（称控制装置或控制器），使机器，设备或生产过程（统称被控对象）的某个工作状态或参数（即被控制量）自动地按照预定的规律运行。 在自动控制原理【1】中提出，20世纪50年代末60年代初，由于空间技术发展的需要，对自动控制的精密性和经济指标，提出了极其严格的要求；同时，由于数字计算机，特别是微型机的迅速发展，为控制理论的发展提供了有力的工具。在他们的推动下，控制理论有了重大发展，如庞特里亚金的极大值原理，贝尔曼的动态规划理论。卡尔曼的能控性能观测性和最优滤波理论等，这些都标志着控制理论已从经典控制理论发展到现代控制理论的阶段。现代控制理论的特点。是采用状态空间法（时域方法），研究“多输入-多输出”控制系统、时变和非线性控制系统的分析和设计。现在，随着技术革命和大规模复杂系统的发展，已促使控制理论开始向第三个发展阶段即第三代控制理论——大系统理论和智能控制理论发展。 在其他文献中也有所述及（如下）： 至今自动控制已经经历了五代的发展： 第一代过程控制体系是150年前基于5－13psi的气动信号标准（气动控制系统PCS，Pneumatic Control System）。简单的就地操作模式，控制理论初步形成，尚未有控制室的概念。 第二代过程控制体系（模拟式或ACS,Analog Control System）是基于0－10mA或4－20mA 的电流模拟信号，这一明显的进步，在整整25年内牢牢地统治了整个自动控制领域。它标志了电气自动控制时代的到来。控制理论有了重大发展，三大控制论的确立奠定了现代控制的基础；控制室的设立，控制功能分离的模式一直沿用至今。 第三代过程控制体系（CCS，Computer Control System）.70年代开始了数字计算机的应用，产生了巨大的技术优势，人们在测量，模拟和逻辑控制领域率先使用，从而产生了第三代过程控制体系（CCS，Computer Control System）。这个被称为第三代过程控制体系是自动控制领域的一次革命，它充分发挥了计算机的特长，于是人们普遍认为计算机能做好一切事情，自然而然地产生了被称为“集中控制”的中央控制计算机系统，需要指出的是系统的信号传输系统依然是大部分沿用4－20mA的模拟信号，但是时隔不久人们发现，随着控制的集中和可靠性方面的问题，失控的危险也集中了，稍有不慎就会使整个系统瘫痪。所以它很快被发展成分布式控制系统（DCS）。 第四代过程控制体系（DCS，Distributed Control System分布式控制系统）：随着半导体制造技术的飞速发展，微处理器的普遍使用，计算机技术可靠性的大幅度增加，目前普遍使用的是第四代过程控制体系（DCS，或分布式数字控制系统），它主要特点是整个控制系统不再是仅仅具有一台计算机，而是由几台计算机和一些智能仪表和智能部件构成一个了控制
自动控制技术现状及发展趋势 发表时间：2017-11-03T16:38:49.533Z 来源：《电力设备》2017年第18期作者：孔德磊[导读] 摘要：自动控制技术是一项综合性技术，目前被广泛地应用于企业生产及人们的日常生活中，极大地提高了企业的生产效率及人们的生活质量。本文通过对目前我国自动控制技术的现状及其发展进行了详细的分析，从而指出自动控制技术正在向智能化、网络化、微型化以及集成化等方面发展，自动控制技术是现代化生产的基础，是提高生产效率的关键。 （河南理工大学河南焦作 454000）摘要：自动控制技术是一项综合性技术，目前被广泛地应用于企业生产及人们的日常生活中，极大地提高了企业的生产效率及人们的生活质量。本文通过对目前我国自动控制技术的现状及其发展进行了详细的分析，从而指出自动控制技术正在向智能化、网络化、微型化以及集成化等方面发展，自动控制技术是现代化生产的基础，是提高生产效率的关键。关键词：自动控制技术；现状；发展趋势一、目前我国自动控制技术的现状分析就目前我国在自动控制领域的实际情况来看，虽然自动控制技术得到了长足的发展以及比较广泛地实际应用，但是这与国外发达国家的自动控制技术水平及应用程度还有很大的差距。我国想要提高自动控制技术的水平，就必须加大投资与科研的力度，对新型的生产线要科学合理地对其进行自动化的设计及未来发展的预设，要特别注重自动化信息流的作用，从而提升我国自动控制水平及应用，进而提高我国企业的国际竞争力。从目前我国自动控制技术在应用领域中的作用来看，主要是为提高设备的运行效率。根据我国发展的具体情况，研制开发自动控制技术，从而避免研制自动控制技术的盲目性。但是，还是存在自动控制技术在研发过程中缺乏宏观层面上的明确指导，在投入实际生产中所获得的经济效益比较低的现象，在我国自主研发的自动化设备上还存在精确度比较差、可靠性比较低以及实用性比较差的现象。随着手工制造业在国家经济建设中逐渐丧失了优势地位，自动化生产在社会生产中日益显示出其生产操作简单、产品质量高及生产效率高等特点，成为企业生产中的主要模式。在我国自动控制技术的发展也是非常不平衡的，大部分生产领域的自动化程度还非常低，例如，玩具、服装等。 我国想要提高自动控制水平并不是很容易，这即需要对新的自动控制技术的研发，也要对原有企业的生产设备进行自动化改造，这样不但能够提高生产效率而且还能起到降低成本的作用。可以通过数控技术等自动控制技术改造原有机械设备，提高传统机械设备的自动化程度，从而提高设备的使用率和生产率。在机床上通过控制技术的改造，充分发挥计算计技术的优势，实现设备及生产线的自动化的改造，从而提高生产效率。 二、我国自动控制技术的发展趋势分析（一）智能化自动控制技术的发展自动控制技术水平的发展是现代化生产不断推进的动力和基础力量，在自动化生产的开始阶段，控制系统比较简单，控制规律也很简单，因此，采用常规的控制方法就可以完成作业。智能化是自动化控制技术发展的更高水平，智能化主要表现在控制的功能多样化和用途多样化，智能化是未来制造业发展的方向。随着科学技术的不断进步，现代化生产的发展方向逐步向人工智能与自动控制技术相结合应用的趋势。人工智能理论向自动控制技术领域的渗透，不但理论上而且在实践上都是新的发展途径，为智能化的自动控制技术，提供了新的思想和方法。人工智能与自动控制技术相结合，能够根据生产过程中的变化情况，对系统采取更为有效的控制。在目前许多生产领域都采用了智能化控制技术应用于生产系统中，智能化控制技术的水平和应用程度关系到企业现代化生产自动化水平及程度的高低。（二）网络化、微型化自动控制技术的发展从自动控制技术的发展历程来看，在比较长的时期内，自动控制技术都是在工业生产领域内进行的。自动控制技术为工业生产所需的各种机械设备，提供了可靠性及性能都非常高的控制设备。在科学技术快速发展的当下，各领域之间都不是独立发展进行的，而是相互借鉴促进甚至结合发展成为新的发展领域。自动控制技术的发展当然也离不开对其他领域的借鉴与冲击，其中来自工业PC的影响最为严重。网络化及微型化是将来自动控制技术发展的必然趋势，在自动控制技术系统发展的初期，其形态非常的大而且价格又非常的高。自动控制技术未来发展的方向必然也离不开网络化，网络技术在现代化生产中具有重要的作用。尤其是对生产过程中信息数据的传递以及分析起到了关键作用，对自动控制系统发现安全问题采取合理的处理措施，预防故障的发生等都起到行之有效的作用。随科学技术的不断进步，发展到现在它与以前相比已经改变了很多，正在向微型化发展而且在价格上也在逐步的下降。随着自动控制系统的控制软件的进一步的完善和发展，未来能够安装控制系统软件的市场份额将会逐步呈上涨趋势。（三）综合化自动控制技术的发展在现代化自动控制技术领域中已经建立模糊控制、智能控制及专家系统等控制技术的发展方向，这些方向自动控制技术的主要特点就是综合性。这些特殊方向性的控制系统都是以自动控制技术理论为基础，从而对整个设备或流程进行综合控制。其中涉及的理论知识比较多，不在是单一的自动控制技术知识，还包括电子技术、计算机技术、机械技术等等。自动控制技术要想得到快速的发展，从而适应并促进社会的进步，就必须把自动控制技术与相关技术相结合进而发展成为一个新的方向，这样才能够给自动控制技术领域注入新鲜养分与活力，才能提高自动控制技术的可靠性、精确性与高效性。不断发展各项自动控制技术，例如，各种控制系统、专用计算机等自动控制技术的基础技术，不断引进多个领域的新知识、新理论及新技术。对原有的自动控制技术进行不断地改进与发展，这就需要大量的新理论、新方法以及新技术对其进行补充，更需要高水平的专业人才对其进行研究与开发。随着自动控制技术的不断发展，对普通工人以及经验与技能的要求会越来越低，而对知识的要求会越来越高，相关工作人员必须具备较高的知识层次才能更好地完成自动控制技术的相关工作。当自动控制设备发展到非常高的水平后，会因为技术及管理上的原因，使得产品的废品率比较高。造成这种现象的主要原因不是设备的问题而是工作人员素质的问题，所以要大力培养适合自动控制设备工作的新型技术人才，这需要相关人员必须掌握各种与自动控制设备的新方法、新原料以及操作方法等。在自动控制技术领域只有拥有了大量的专业技术人才或相关技术的综合型人才，才能够实现对自动控制技术的有力推广，从而提高我国自动控制技术的水平。参考文献：
自动控制理论的发展及其应用综述 黄佳彬 3120101224 20世纪40年代，控制论这门学科开始发展，其标志为维纳于1948年出版了自动控制学科史上的名著《控制论，或动物和机器的控制和通信》（Cybernetics，or control and communication in the animal and machine）。控制论思想的提出为现代科学研究提供了新的思想和方法，同时书中的一些新颖的思想和观点吸引了无数学者，令其在自己研究的领域引进控制论。随着研究队伍的庞大，控制论形成了多个分支，其中主要的几个分支有生物控制论，工程控制论，军事控制论，社会、经济控制论，自然控制论。这里我们主要对工程控制论进行研究。 1.自动控制理论的发展 工程控制论的概念最早由钱学森引入，当时有两种控制理论思想，一种基于时间域微分方程，另一种基于系统的频率特性。这两种思想即为经典控制理论，主要研究的是单输入-单输出的控制系统，同时利用分析法与实验验证法这两种方法对某个控制系统进行数学建模，由此可以获得系统各元部件之间的信号传递关系的形象表示。 由于经典控制理论的建立基于传递函数和频率特性，是对系统的外部描述。同时经典控制理论主要研究单输入单输出系统，无法解决现实工程应用中多输入多输出系统的问题，而且经典控制理论只对线性时不变系统进行讨论，存在不少的局限性，由此，现代控制理论逐渐发展起来。 现代控制理论是从线性代数的理论研究上得来的，本质是“时域法”，即基于状态空间模型在时域对系统进行分析和设计，并且引入“状态”这一概念，用“状态变量”和“状态方程”描述系统，以此来反应系统的内在本质和特性。现代控制理论研究的内容主要有三方面：多变量线性系统理论、最优控制理论以及最优估计与系统辨识理论，这些研究从理论上解决了许多复杂的系统控制问题，但是随着发展，实际生产系统的规模越来越大，控制对象、控制器、控制任务和目的也更为复杂，导致现代控制理论的成果并未有在实际中很好的应用。 智能控制的概念最早是在20世纪70年代由傅京孙教授提出，这一概念最早是为解决经典控制理论和现代控制理论在实际应用上面临的问题而寻求的新出路，也是人工智能与自动控制交叉的产物。1977年，美国学者Saridis在原本的
内生经济增长模型 目录 理论概述 理论内容 理论思路 理论概述 理论内容 理论思路 展开 编辑本段理论概述 内生增长理论概述 内生增长理论的主要任务之一是揭示经济增长率差异的原因和解释持续经济增长的可能。尽管新古典经济增长理论为说明经济的持续增长导入了外生的技术进步和人口增长率，但外生的技术进步率和人口增长率并没有能够从理论上说明持续经济增长的问题。 内生经济增长模型 内生增长理论是基于新古典经济增长模型发展起来的，从某种意义上说，内生经济增长理论的突破在于放松了新古典增长理论的假设并把相关的变量内生化。 编辑本段理论内容 储蓄率内生 早期的新古典增长模型假设储蓄率是外生的，Cass(1965年)和Koopmans(1965年)把Ramsey的消费者最优化分析引入到新古典增长理论中，因而提供了对储蓄率的一种内生决定：储蓄率取决于居民的消费选择或者说对现期消费和远期消费（储蓄）的偏好。 内生储蓄率意味着资本积累速度和资本供给的内生决定，从而决定经济增长的一个投入要素（资本）从数量上得以在模型内加以说明。然而，Ramsey-Cass-Koopmans
模型对储蓄的内生性的技术处理并没有消除模型本身长期人均增长率内生经济增长模型 对外生技术进步的依赖。Ramsey模型暗示长期增长率被钉住在外生的技术进步率值x上。一个更高的储蓄意愿或技术水平的增进在长期中体现为更高的资本或更有效的工人产出水平，但却不会引起人均增长率的变化。 劳动供给内生 新古典的另一个关键外生变量是人口增长率。更高的人口增长率降低了每个工人的资本和产出的稳态水平，因而趋于减少对于一个给定的人均产出初始水平而言的人均增长率。然而标准模型没有考虑人均收入及工资率对人口增长的影响——被Malthus所强调的那种影响——也没有把在养育过程中所使用的资源考虑在内。 内生增长理论的一条研究路线通过把迁移、生育选择和劳动/闲暇选择分析整合进新古典模型中来使人口增长内生化。首先，考虑针对经济机会的移入（immigration）和移出(emigration)。对于给定的出生率和死亡率而言，这一过程改变了人口及劳动力；其次，引入有关出生率的选择。这是容许人口和劳动力的内生决定的另一条渠道；最后，另一条与在一个增长框架中劳动供给的内生性有关的研究思路则涉及迁移及劳动/闲暇的选择——劳动力与人口不再相等。 Becker,Murphy and Tamura（1990年），Ehrlich and Lui(1991年)，Rosenzweig(1990年)讨论了劳动供给、人力资本投资对经济增长的影响。 内生技术进步 把技术变迁理论包括进新古典框架中是困难的，因为这样做的话标准的竞争性假设就不可能得到维持。技术进步涉及新观念的创造，而这是部分非竞争性的，具有公共品的特征。对于一种给定的技术，换言之，在给定有关如何生产的知识水平的情况下，假定在标准的竞争性生产要素如劳动、资本和土地中规模报酬不变是合理的，则以相同数量的劳动、资本和土地来复制一个企业从而得到二倍的产出是可能的。但是，如果生产要素中包括非竞争性的观念，那么规模报酬则趋于递增。而这些递增报酬与完全竞争相冲突。特别的，非竞争性的旧观念的报酬与其当前的边际生产成本（等于零）相一致，这将不能为体现于新观念创造之中的研究努力提供适当的奖励。 经济的长期增长必然离不开收益递增，新古典增长理论之所以不能很好地解释经济的持续增长，在于新古典经济增长模型的稳定均衡是以收益递减规律为基本前提的。内生增长理论在理论上的主要突破在于把技术进步引入到模型中来，其消除新古典增长模型中报酬递减的途径有三种： 要素报酬不变 ： 考虑把物质和人力资本都包括在内的广义的资本概念（AK模型）
《自动控制原理》课程标准 一、课程概述 （一）课程性质地位 自动控制原理是空间工程类、机械控制类、信息系统类等相关专业学历教育合训学员的大类技术基础课程。由于自动控制原理在信息化武器装备中得到了广泛的应用，因此，将本课程设置为大类技术基础课，对培养懂技术的指挥人才有着十分重要的作用。本课程所覆盖的知识面较宽，既有较深入的理论基础知识，也有较广泛的专业背景知识，因而，它在学员知识结构方面将起到加强理论深度和拓展知识广度的积极作用。 （二）课程基本理念 为了贯彻素质教育和创新教育的思想，本课程将在注重自动控制原理的基本概念和基本分析与设计方法的基础上，适当引入自动控制发展中的、学员能够理解的新概念和新方法；贯彻理论联系实际的原则，科学取舍各种主要理论、方法的比例，正确处理好理论与案例的关系，以适应为部队培养应用复合型人才的需要；适当引入和利用Matlab工具来辅助自动控制原理中的复杂计算与作图、验证分析与设计的结果；本课程应该既使学员掌握必要的基础理论知识，并了解它们对实际问题的指导作用，又要促进学员养成积极思考、长于分析、善于推导的能力和习惯。 （三）课程设计思路 本课程主要介绍自动控制原理的基本概念和基本的分析与设计方法。课程采用“一纵三横”的设计思路，具体来说，“一纵”就是在课程讲授中要求贯彻自动控制系统的建模、分析及设计方法这条主线；“三横”就是在方法讲授中要求强调自动控制系统的稳定性、快速性和准确性，稳准快三个字是分析的核心，也是设计的归宿。在课程讲授中，贯彻少而精的原则，即对重点、难点讲深讲透；注意理论联系专业实际，例子贴近生活，注重揭示抽象概念的物理意义；注意传统教法与现代教法的有机结合，充分运用各种教学手段，特别注重发挥课程教学网站的作用。在课程学习中，注重阅读教材、完成作业、课程实验及讨论问题等四个环节，深刻理解课程内容中的重点和难点，重点掌握自动控制原理的基本概念和基本分析与设计方法。
自动控制理论发展概况 ——航 自动控制（automatic control）是指在没有人直接参与的情况下利用机械以及程序进行的工程生产以及生活应用，于是在此需求下就形成了一种系统，称之为自动控制系统，这是一类力求以尽可能少的人类干预实现尽可能多的自动监视、检测、调节和控制作用以达到预期技术要求的人造系统。而为了更好地让人们学习和应用这个系统，则派生了一门学科，即自动控制理论，研究这类系统的构思、设计、性能、分析，乃至实施和运行的原理和技术。 自动控制理论已经经过了漫长的发展，关于自动控制的历史，早在古代，我国勤劳的劳动人民就凭借生产实践中积累的丰富经验和对控制以及反馈概念的深刻理解以及直观认识，发明了许多蕴含着深刻控自动控制技术的工具。 如果要深入追溯自动控制技术的发展历史，那么早在两千年前中国就有了自动控制技术的萌芽。例如，两千年前我国发明的指南车，就是一种开环自动调节系统。它利用差速齿轮原理，利用齿轮传动系统，根据车轮的转动，由车上木人指示方向。不论车子转向何方，木人的手始终指向南方，“车虽回运而手常指南”。这是最早的自动化控制应用，也是自动化技术的萌芽阶段。 经典控制理论的发展阶段。 后来到18世纪，欧洲开始了轰轰烈烈的工业革命，工业迅速发展，这段时间让人们认识到机械运作在工业工程上的巨大便利以及其极高的效率。1788年瓦特为了控制蒸汽机的速度而发明了离心式调速器，又称瓦特调速器或飞球调速器。这是一个闭环控制系统，也是一个反馈调节系统，这一发明为经典控制理论的发展拉开了序幕。 控制理论发展的初期，主要是以反馈理论为基础的自动调节原理，主要用于工业控制。于是在工业革命的时期，自动控制技术有一个非常良好的发展环境，在20世纪形成了比较完整的自动控制理论体系，即经典控制理论。 经典控制理论的分析方法为复数域方法，以传递函数作为系统数学模型，可通过试验方法建立数学模型，物理概念清晰，得到广泛的工程应用。但是只适应
“自动控制原理”课程教学中的几个关键问题 摘要：本文探讨了经典控制理论和基于状态空间的现代控制理论融合讲授和分开讲授的两种教学体系及其优缺点。提出在已有状态空间分析与设计方法的基础上，应该将一些在工程中已经成功应用的现代控制方法，引进现代控制教学内容，探讨控制理论的工程化教学方法。根据自动控制理论的发展，梳理精简了教学内容。探讨根据不同专业、不同类型大学的学生编写教材的方法以及增加学生阅读兴趣的教材设计方法。 关键词：自动控制原理；教学改革；教学体系；教学方法；教材建设 一、“自动控制原理”教学内容的体系 “自动控制原理”大部分教材主要介绍以传递函数、频率特性等为数学模型的所谓“经典控制理论”和以状态方程为数学模型的所谓“现代控制理论”。目前已有教材基本上分为两种体系： 1、经典控制理论和状态空间理论融合 “经典控制理论”和“现代控制理论”实际上是交替发展的，早期的著作也不是分开介绍的。例如，钱学森的《工程控制论》。蔡尚峰于1980年、黄家英于1991编著的《自动控制原理》也进行了一定的融合。本文作者2001年编著的《自动控制原理》力图以系统的观点和统一的框架介绍经典与现代控制理论、连续与离散控制理论、线性与非线性系统理论，揭示各种系统的内在联系。 将“经典控制理论”和“现代控制理论”融合讲授体系的优点是按照自动控制理论本身的内在联系展开的，逐步展示控制理论各种方法，能够训练学生学会从系统的角度、全局的高度来思考问题，使学生掌握控制理论的实质，掌握这种系统分析和研究问题的方法。这种能力正是自动化类学生的核心竞争力，是自动化类学生相比较其他专业学生的最大优势所在。这种融合讲授方法的缺点是刚开始就接触多种数学模型，要比较多的学时才能够完整掌握控制系统的稳定性、暂态性能、稳态性能等分析，对控制理论分析才有一个完整的认识。 2、经典控制理论和状态空间理论分开
自动控制理论发展历程及趋势 王民雄 西南大学工程技术学院自动化1班学号:222009322072054 摘要：本文讨论了“自动控制理论”的发展历程。描述了不同种控制理论的具体内容。通过掌握经典控制理论、现代控制理论、大系统理论和智能控制系统理论知识理论框架，进而加深对“自动控制理论”认知以及发展趋势的大致了解。 关键字: 自动控制理论发展历程趋势 1 导言 自动控制经过数十年世界范围的发展，极大地提高了劳动生产率和产品质量，推动了现代工农业的巨大发展。这些年，自动控制理论在各领域都有着极广泛的应用。本文旨在对自动控制理论的发展及趋势进行纲领性分析和探讨，加深对自动控制理论的了解与进一步认识。 2 自动控制理论的发展 自动控制理论是自动控制科学的核心。根据控制理论的理论基础及所能解决的问题的难易程度，我们把控制理论大体的分为了三个不同的阶段。这种阶段性的发展过程是由简单到复杂、由量变到质变的辩证发展过程。 一、经典控制论阶段（20世纪50年代末期以前） 经典控制理论，是以传递函数为基础，在频率域对单输入---单输入控制系统进行分析与设计的理论。 1、控制系统的特点 是以输入输出特性（主要是传递函数）为系统数学模型，采用频率响应法和根轨迹法这些图解分析方法，分析系统性能和设计控制装置。 2、研究对象 是单输入、单输出的自动控制系统，特别是线性定常系统。 3、控制思路 基于频率域内传递函数的“反馈”和“前馈”控制思想，运用频率特性分析法、
根轨迹分析法、描述函数法、相平面法、波波夫法，解决稳定性问题。 4、理论简介 经典控制理论主要研究系统运动的稳定性、时间域和频率域中系统的运动特性（见过渡过程、频率响应）、控制系统的设计原理和校正方法（见控制系统校正方法）。经典控制理论包括线性控制理论、采样控制理论、非线性控制理论（见非线性系统理论）三个部分。早期，这种控制理论常被称为自动调节原理，随着以状态空间法为基础和以最优控制理论为特征的现代控制理论的形成（在1960年前后），开始广为使用现在的名称。 5、发展过程 1. 萌芽阶段:早在古代，劳动人民就凭借生产实践中积累的丰富经验和对反馈概念的直观认识，发明了许多闪烁控制理论智慧火花的杰作。如我国北宋时代（公元1086～1089年）苏颂和韩公廉利用天衡装置制造的水运仪象台,就是一个按负反馈原理构成的闭环非线性自动控制系统。 2. 起步阶段:随着科学技术与工业生产的发展，到十七、十八世纪,自动控制 技术逐渐应用到现代工业中。1681年法国物理学家、发明家巴本(D. Papin)发明了用做安全调节装置的锅炉压力调节器；1765年俄国人普尔佐诺夫(I. Polzunov) 发明了蒸汽锅炉水位调节器等； 1788年，英国人瓦特(J. Watt)在他发明的蒸汽机上使用了离心调速器，解决了蒸汽机的速度控制问题，引起了人们对控制技术的重视。 3.发展阶段:1932年美国物理学家奈奎斯特(H. Nyquist)提出了频域内研究系统 的频率响应法，建立了以频率特性为基础的稳定性判据，为具有高质量的动态品质和静态准确度的军用控制系统提供了所需的分析工具。随后，伯德(H.W. Bode)和尼科尔斯(N.B. Nichols)在1930年代末和1940年代初进一步将频率响应法加以发展,形成了经典控制理论的频域分析法。 4. 标志阶段:以传递函数作为描述系统的数学模型,以时域分析法、根轨迹法和 频域分析法为主要分析设计工具,构成了经典控制理论的基本框架。到20世纪50年代,经典控制理论发展到相当成熟的地步，形成了相对完整的理论体系，为指