控制论实际上是将控制原理抽象应用于其他领域

缘起1

一年半以前（2017年3月），《中国机械工程》副主编郭伟老师，邀请我作为杂志审稿专家，同时向我约稿，“从XX理论看智能制造”，当时就提出了写“从自动化理论看智能制造”的文章方向。

在构思文章的时候，发现控制原理可以应用到智能制造的方方面面，其中负反馈的原理，可以应用到从宏观的公司战略，企业经营管理方面，微观到设备控制，从长期的产品生命周期闭环，到及时的单个设备的闭环控制。在智能制造的方方面面都体现着控制原理的闭环控制。

构思的内容太多，反而不知从哪里开始写起，所以一直没有写出来。

缘起2

10月中旬（2018年），兰光创新的朱铎先老师，将与赵敏老师合著的《机.智从数字化车间走向智能制造》一书赠送给我，通篇浏览后，有很多方面想写一下。

喜欢阅读朱铎先和赵敏的文章，他们的文章信息量大，又很有启发性。我的很多观点是在阅读了朱铎先的文章后，受启发而产生的，比如《中国制造新起点：服务业革命开启服务业文明》一书的核心观点就是在阅读了他的一篇文章后，让我从产业历史和分工的维度思考而提出来，后来根据这个观点整理出书。

在《机.智》一书中，关于CPS的一段论述：

Cyber－Physical System中的Cyber是Cybernetics的字根，来源于希腊语，远意为掌舵术，包含了调节、操纵、管理、指挥、监督等方面的含义。

Cyber这个词最早用于科学术语，是美国数学家、控制论创始人维纳在1948年出版的《Cybernetics》(中文版被翻译为《控制论》)一书中提到的，于是，很多人将Cybernetics 称之为控制论，但“控制论”也不能完整表达Cybernetics的意思，建议音译为赛博学为宜。

朱铎先认为Cybernetics的涵义远远多于控制领域本身，这个观点我是认同的。但我的观

科学方法论

1.1.1科学方法论科学”概念的基本内涵科学是一种基于理性的知识体系，其内涵主要包括三个方面：（1）科学是客观的知识。也就是说科学所研究的对象，包括自然界、人类社会在内的一切事物都是有客观实在性的，不是以人的意志为转移的。科学研究必须从这些客观现实出发，科学知识就是对客观世界的过去、现在与未来的一种正确认识，是对客观事物及其规律的反映，是具有客观性的一种认识形态。（2）科学是理论化的知识。科学应该是认识的概括、抽象，因而是一种理论化的知识形态。（3）科学是一种不断发展的知识形态。正如罗素所说的，“科学总是一支未完成的交响曲”。由于人们总是受到特定的历史条件和认识水平限制，作为人类认识结晶的科学只能逐渐逼近真理，近似地反映客观实在。 “科学方法论”的界定在“科学方法论”的语言结构中，“科学”只是个限定词，是对主词“方法论”的内涵和外延的规范。因此可以将“科学方法论”理解为：对客观事物本质和规律进行证实和证伪的一般认识原则或理论学问。一般而言，科学认识又包括两个层次，即经验认识层次和理论认识层次。所谓经验认识层次是指对事实的积累以及概括、综合、分析，从而获得适用于实际目的的经验规律的阶段。所谓理论认识层次是实现知识的系统化并形成具体领域理论体系的阶段。科学方法论的发展历程根据各个历史时期的不同特点，可以将其发展历程划分为四个阶段：（1）自然哲学时期。16世纪以前，以直接观察，直觉猜测和形式逻辑推理为主要方法阶段。也可以称之为直觉观察时期。该时期的代表人物有古希腊数学家、哲学家毕达哥拉斯、得谟克里特、柏拉图、亚里士多德、伊璧鸩鲁等等。这一时期的科学方法基本属于经验方法范畴。（2）分析方法为主阶段。16～19世纪，各门学科开始从哲学中分离出来，并各自形成独立的学科和自己的研究方法。1620年，弗朗西斯·培根的《新工具》一书问世，给当时的科学形成和发展产生了巨大影响，他在书中着重探讨了经验归纳法。与此同时，笛卡尔在《谈方法》一书中，从唯理性的演绎论出发，强调理性的推理和分析。从而奠定了当时以分析为总体特征的科学方法论。这一时期的代表人物还有伽利略、牛顿、休谟等。（3）辩证方法为主时期。19世纪40年代至20世纪中叶，由于细胞学、能量守恒与转化论和进化论的出现，自然科学已经逐步发展成为一种关注过程以及各种过程的整体性联系的科学，这一时期人们对世界的认识方法开始采取辩证方法，在研究中将对象的各个部分、要素结合起来，动态地考察对象整体的性质和功能，这一方法进一步得到了微观物理学、量子力学、相对论以及天体演化学等现代前沿科学成果的证

机械控制工程基础课后答案董玉红徐莉萍主编

机械控制工程课后答案 1-1机械工程控制论的研究对象与任务就是什么? 解机械工程控制论实质上就是研究机械一r_程技术中广义系统的动力学问题。具体地讲,机械工程控制论就是研究机械工程广义系统在一定的外界条件作用下,从系统的一定初始条件出发,所经历的由内部的固有特性所决定的整个动态历程;研究这一系统及其输入、输出二者之间的动态关系。机械工程控制论的任务可以分为以下五个方面: (1)当已知系统与输人时,求出系统的输出(响应),即系统分析。 (2)当已知系统与系统的理想输出,设计输入,即最优控制。 (3)当已知输入与理想输出,设计系统,即最优设计。 (4)当系统的输人与输出己知,求系统的结构与参数,即系统辨识。 (5)输出已知,确定系统,以识别输入或输入中的有关信息,即滤波与预测。 1、2 什么就是反馈?什么就是外反馈与内反馈? 所谓反馈就是指将系统的输出全部或部分地返送回系统的输入端,并与输人信号共同作用于系统的过程,称为反馈或信息反馈。所谓外反馈就是指人们利用反馈控制原理在机械系统或过程中加上一个人为的反馈,构成一个自动控制系统。所谓内反馈就是指许多机械系统或过程中存在的相互藕合作用,形成非人为的“内在”反馈,从而构成一个闭环系统。 1、3 反馈控制的概念就是什么?为什么要进行反馈控制? 所谓反馈控制就就是利用反馈信号对系统进行控制。在实际中,控制系统可能会受到各种无法预计的干扰。为了提高控制系统的精度,增强系统抗干扰能力,人们必须利用反馈原理对系统进行控制,以实现控制系统的任务。 1、4闭环控制系统的基本工作原理就是什么? 闭环控制系统的基本工作原理如下: (1)检测被控制量或输出量的实际值; (2)将实际值与给定值进行比较得出偏差值; (3)用偏差值产生控制调节作用去消除偏差。这种基于反馈原理,通过检测偏差再纠正偏差的系统称为闭环控制系统。通常闭环控制系统至少具备测量、比较与执行三个基本功能。 1、5对控制系统的基本要求就是什么? 对控制系统的基本要求就是稳定性、准确性与快速性。稳定性就是保证控制系统正常工作的首要条件。稳定性就就是指系统动态过程的振荡倾向及其恢复平衡状态的能力。准确性就是衡量控制系统性能的重要指标。准确性就是指控制系统的控制精度,一般用稳态误差来衡量。快速性就是指当系统的输出量与输入量之间产生偏差时,系统消除这种偏差的快慢程度。 2-1

控制论简介

作者：刘文江来源：中国大百科全书发表时间：2006-03-12 浏览次数：623 字号：大中小【汉语拼音】kongzhilun 【中文词条】控制论【外文词条】cybernetics 【作者】刘文江研究生命体﹑机器和组织的内部或彼此之间的控制和通信的科学。控制论的建立是20世纪最伟大的科学成就之一﹐现代社会的许多新概念和新技术往往与控制论有着密切的联系。控制论的奠基人美国数学家维纳﹐N.1948年为控制论所下定义是:“研究动物和机器中控制和通信的科学”。70年代以来﹐电子数字计算机得到广泛的应用﹐控制论的应用范围逐渐扩大到社会经济系统﹐控制论的定义也因之扩展。苏联和东欧各国学者认为控制论是研究系统中共同的控制规律的科学﹐把控制论的定义又作了进一步的扩展。英文cybernetics(控制论)一词来源于希腊文﹐原意为“掌舵人”﹐转意是“管理人的艺术”。1947年﹐维纳选用cybernetics这个词来命名这门新兴的边缘科学有两个用意﹕一方面想藉此纪念麦克斯韦1868年发表《论调速器》一文﹐因为governor(调速器)一词是从希腊文“掌舵人”一词讹传而来的﹔另一方面船舶上的操舵机的确是早期反馈机构的一种通用的形式。控制论的诞生和发展20世纪30～40年代人们对信息和反馈有了比较深刻的认识﹐一些著名科学家环绕信息和反馈进行了大量的研究工作。英国统计学家R.A.费希尔从古典统计理论的角度研究信息理论﹐提出单位信息量的问题。美国电信工程师香农﹐C.E.从通信工程的角度研究信息量的问题﹐提出信息熵的公式。美国数学家维纳则从控制的观点研究有噪声的信号处理问题﹐建立了维纳滤波理论﹐并分析了信息的概念﹐提出测定信息量的公式和信息的实质问题。他们几乎在同一个时候解决了信息的度量问题。这一时期﹐人们逐渐深入了解反馈控制系统的工作原理。1932年美国通信工程师奈奎斯特﹐H.发现负反馈放大器的稳定性条件﹐即著名的奈奎斯特稳定判据。1945年维纳把反馈概念推广到一切控制系统﹐把反馈理解为从受控对象的输出中提取一部分信息作为下一步输入﹐从而对再输出发生影响的过程。巴甫洛夫条件反射学说证明了生命体中也存在着信息和反馈问题。维纳在改进防空武器时发现﹐动物和机器中控制和通信的核心问题是信息﹑信息传输和信息处理。维纳与墨西哥神经生理学家A.罗森布卢埃特合作对这个课题进行了长达10多年(1934～1947)的研究。参加这一研究工作的还有数学家﹑逻辑学家﹑物理学家﹑电信工程师﹑控制工程师﹑计算机设计师﹑神经解剖学家﹑神经生理学家﹑心理学家﹑医学家﹑人类学家和社会学家。他们进行了生理学﹑病理学和心理学方面的许多实验﹐吸收来自火力控制系统﹑远程通信网络和电子数字计算机的设计经验﹐以及对预测和滤波理论等数学统计理论的研究﹐终于找到了控制论的核心问题。1942年5月梅西基金会举行的关于大脑抑制问题的科学讨论会提出﹐通信工程和控制工程领域内已经研究成熟的信息和反馈的概念和方法﹐可能有助于神经生理学的研究。这时控制论的思想已经形成﹐但还没有正式命名。1943年末到1944年初在普林斯顿召开了一次控制论思想的科学讨论会﹐进一步确认了控制论思想﹐认为在不同领域的工作者之间存在着共同的思想基础﹐一个科学领域可以运用另一个科学领域发展得比较成熟的概念和方法。1946～1953年间梅西基金会发起一系列关于反馈问题的科学讨论会﹐对于控制论的发展产生很大的推动作用。 1948年维纳发表奠基性著作《控制论》﹐这本书的副标题是“关于动物和机器中控制和通信的科学”﹐控制论的名称因此而定。维纳抓住了一切通信和控制系统的共同特点﹐即它们都包含着一个信息传输和信息处理的过程。维纳指出﹕一个通信系统总是根据人们的需要传输各种不同的思想内容的信息﹐一个自动控制系统必须根据周围环境的变化﹐自己调整自己的运动﹐具有一定的灵活性和适应性。通信和控制系统接收的信息带有某种随机性质﹐具有一定的统计分布﹐通信和控制系统本身的结构也必须适应这种统计性质﹐能对一类在统计上预期要收到的输入作出统计上令人满意的动作。

学习机械控制论的作用

学机械工程控制论的作用机械工程控制是研究控制论在机械工程中的应用科学。它是一门跨机械制造技术和控制理论的新型学科。随着工业生产和科学技术的不断向前发展，机械工程控制作为一门新的学科越来越为人们所重视。原因是它不仅能满足今天自动化技术高度发展的需要，同时也与信息科学和系统科学紧密相关，更重要的是它提供了辩证的系统分析方法，即不但从局部，而且从总体上认识和分析机械系统，改进和完善机械系统，以满足科技发展和工业生产的实际需要。各种控制理论更是不断发展。控制论强调： 1)所研究的对象是一个系统； 2)系统在不断地运动（经历动态历程、包括内部状态和外部行为）；3)产生运动的条件是外因（外界的作用：输入、干扰） 4)产生运动的根据是内因（系统的固有特性）控制有温度控制,生铁成分控制,厚度控制,张力控制,等等。自动控制: 在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置（称为控制装置或控制器），使机器、设备或生产过程（通称被控对象）的某个工作状态或参数（即被控量）自动地按照预定的规律运行。例.典型控制系统：数控机床、机车、船舶及飞机自动驾驶、导弹制导等。所谓自动控制指的是在没有人直接参与的情况下，利用控制器自动调节和控制机器设备或生产过程的工作状态，使之保持不变或按预定的规律变化这样一种现象，叫做自动控制。控制理论的应用（1）在机械制造过程自动化方面现代生产向机械制造过程的自动化提出了越来越多、越来越高的要求：一方面是所采用的生产设备与控制系统越来越复杂；另一方面是所要求的技术经济指标要求越来越高。这就必然导致“自动化”与“最优化”、“可靠性”

的结合，从而使得机械制造过程的自动化技术从一般的自动机床、自动生产线发展到数控机床、多微计算机控制设备、柔性自动生产线、无人化车间乃至设计、制造、管理一体化的计算机集成制造系统CIMS。还可以预期，伴随着制造理论、计算机网络技术和智能技术以及管理科学的发展，还将发展到网络环境下的智能制造系统，包括网络化的制造系统的组织与控制，当然也包括智能机器人、智能机床，以及其中的智能控制，乃至于发展到全球化制造。（2）在对加工过程的研究方面现代生产一方面是生产效率越来越高，例如，高速切削、强力切削、高速空程等日益获得广泛应用；另一方面是加工质量特别是加工精度越来越高，0.1微米精度级、0.01微米精度级乃至纳米精度级的相继出现，使得加工过程中的“动态效应”不容忽视。这就要求把加工过程如实地作为一个动态系统加以研究。（3）在产品与设备的设计方面同上述两点密切相关，正在突破而且还在不断突破以往的经验设计、试凑设计、类比设计的束缚，在充分考虑产品与设备的动态特性的条件下，密切结合其工作过程，探索建立它们的数学模型，采用计算机及其网络进行优化设计，甚至采用人机交互对话的亦即人机信息相互反馈的人工智能专家系统进行设计。（4）在动态过程或参数的测试方面以往的测量一般是建立在静止基础上的，而现在以控制理论作为基础与信息技术作为手段的动态测试技术发展十分迅速。动态误差、动态位移、振动、噪声、动态力与动态温度等动态物理量的测量，从基本概念、测试方法、测试手段到测试数据的处理方法无不同控制论息息相关。总之，控制理论、计算机技术，尤其是信息技术，同机械制造技术的结合，将促使机械制造领域中的构思、研究、试验、设计、制造、诊断、监控、维修、组织、销售、服务、回收、管理等各方面发生巨大的乃至根本性的变化，目前的这种变化还只是开始不久而已。

《控制论和科学方法论》2018学习笔记

《控制论和科学方法论》笔记金观涛华国凡著大龙在这里呢 2018-01-26

目录序言 (4) 第一章控制和反馈 (4) 1.1.可能性空间 (4) 1.2.人通过选择改造世界 (5) 1.3.控制能力 (5) 1.4.随机控制 (5) 1.5.有记忆的控制 (6) 1.6.共轭控制 (6) 1.7.负反馈调节 (7) 1.8.负反馈如何扩大了控制能力 (7) 1.9.正反馈与恶性循环 (7) 第二章信息、思维和组织 (8) 2.1.什么是知道 (8) 2.2.信息的传递 (8) 2.3.信息是一种客体吗 (8) 2.4.通道容量 (9) 2.5.滤波：去伪存真的研究 (9)

2.6.信息的储存 (10) 2.7.信息加工和思维 (10) 2.8.信息和组织 (11)

序言控制论思想的源流由三条支流汇成。一条是数学和物理的发展。（吉布斯）统计力学，量子力学的建立。不少科学家认为：与其说我们这个世界是建立在必然性之上的，倒不如说是建立在偶然性之上的，许多物理定律仅仅是大量事件统计平均的结果。科学的发展迫使人们回答必然性和偶然性之间的关系。于是，确定性与非确定性以及它们之间关系的研究就成为科学界最热门的课题。概率论的成熟，热力学中的熵直至信息概念的提出，就是这一研究的逐步深入。另一条支流是生物学和生命科学的进展。科学家早就发现，生物界不是一个充满必然性的机械世界，生物个体行为也不能用统计力学和量子力学所用的纯或然语言来刻画。生命的活动既有或然性，也有必然性。生命是怎样把必然与偶然统一起来的？科学家对生命的机制发生了浓厚兴趣。直到提出“内稳定”概念，才将认识推进到新的阶段，为控制论诞生奠定了基础。第三条支流是人类对思维规律的探讨。它集中地反映在计算机制造和数理逻辑的进展。数学家特别是计算机的研制者们企图用数学语言来模拟人的思维过程。计算机的制造成为控制论成熟的前奏。 1947年，维纳发表《控制论》。第一章控制和反馈 1.1. 可能性空间共性：1.被控制的对象必须存在多种发展的可能性。 2.人可以在这些可能性中通过一定的手段进行选择，才谈得上控制。我们将事物发展变化中面临的各种可能性集合称为这个事物的可能性空间。它是控制论中最基本的概念。

经济控制论

《经济控制论》课程教学大纲课程编号：总学时数：48 总学分数：3 课程性质：专业选修课适用专业：信息与计算科学一、课程的任务和基本要求：本课程是为数理学院信息与计算科学专业运筹与控制方向开设的专业限选课程。本课程将系统地讲授现代控制理论的基本概念、原理和方法，包括系统的能控性、能观性和稳定性分析，变分法与最大值原理、动态规划以及有关的数值计算问题；同时结合案例讲解控制理论在动态经济系统中的应用，例如人口预测、市场调节与价格波动、经济最优增长、投入产出结构优化、双头垄断竞争对策、生态平衡、可再生与不可再生资源最优利用、最优货币政策与财政税收政策设计、经济波动周期分析等。课程结合经济控制论的最新发展趋势讲解有关的控制论原理和相关应用。基本要求: 通过本课程的学习，使学生掌握现代控制理论的基本概念、原理和方法，了解系统分析与控制的基本思想，学习如何将控制理论知识应用于管理学科，掌握动态经济系统的分析与控制技术。二、基本内容和要求：第一章系统的状态空间描述方法第二章离散时间动态经济系统的运动分析和稳定性分析了解离散时间函数及z变换；会进行离散时间系统运动分析；理解离散时间系统的稳定性分析。第三章连续时间动态经济系统的运动分析和稳定性分析了解连续时间函数及拉普拉斯变换；会进行连续时间系统运动分析和连续时间系统稳定性分析；了解连续时间系统与离散时间系统相互关系。第四章动态经济系统的调节与控制了解经济系统受控变量的目标跟踪；理解线性系统能控性及逼近目标的可能性；掌握线性动态系统的极点配置与系统逼近目标的速度和起伏等。第五章线性系统鲁棒调节器和鲁棒经济策略第六章连续时间动态经济系统优化与决策了解变分法与泛函优化；理解动态系统最优控制；掌握极大值原理；能解决最小能量控制问题等。第七章离散时间动态经济系统优化与决策掌握离散时间动态系统极大值原理；理解宏观经济系统协调发展时的最优增长的“快车道”定理等。第八章应用实例与发展趋势三、实践环节和要求：无

控制工程作业第一章

1.1 工程控制理论的研究对象和任务是什么？答：机械工程控制论的研究对象及任务：工程控制论实质是研究工程技术中广义系统的动力学问题。具体说，它研究的是工程技术中的广义系统在一定的外界条件作用下，从系统的一定初始条件出发，所经历的由其内部的固有特性所决定的整个动态历程；研究这一系统及其输入、输出三者之间的关系。 1.2 组成典型闭环控制系统的主要环节有哪些？它们各起到什么作用？答：典型闭环控制系统的主要环节：给定环节、测量环节、比较环节、放大及运算环节、执行环节。作用：给定环节：给出与系统输出量希望值相对应的系统输入量。测量环节：测量系统输出量的实际值，并把输出量的量纲转化与输入量相同。比较环节：比较系统的输入量和反馈信号，并给出两者之间的偏差。放大环节：对微弱的偏差信号进行放大和变换，使之具有足够的幅值和功率，以适应执行元件动作的要求。执行环节：根据放大后的偏差信号产生控制、动作，操作系统的输出量，使之按照输入量的变化规律而变化。 1.3 自动控制系统按照输出变化规律如何分类？按照反馈规律分为哪几类答：按输出变化规律分类：自动调节环节、随动系统、程序控制系统。按反馈情况分类：开环系统、闭环系统、半闭环系统。 1.4 什么是反馈控制？日常生活种有许多闭环和开环系统，请举例说明。答：反馈控制是将系统的输出信号通过一定的检测元件变送返回到系统的输入端，并和系统的输入信号进行比较的过程。举例：开环系统：洗衣机、电烤箱、交通红绿灯和简易数控机床。闭环系统：数控机床的进给系统。 1.5 分析比较开环系统与闭环系统的特征、优缺点和应用场合的不同之处。答：开环系统：信号单向传递；系统输出量对输入没有影响的系统。特征：作用信号单向传递。优点：简单、调整方便、成本低、不会震荡。系统总能稳定工作。缺点：开环控制系统精度不高，抗干扰能力差。场合：在一些对控制精度要求不高、扰动作用不大的场合。闭环系统：信号形成闭环回路；系统末端输出量对输入有影响的系统。特征：作用信号按闭环传递优点：闭环控制系统精度高缺点：系统元件大、成本高、功率大、调试工作量大，应产生震荡。场合：对控制精度要求较高的场合。 1.6 对控制系统的基本要求是什么？答：对控制系统的基本要求是：系统的稳定性响应的快速性响应的准确性

罗杰斯《传播学史——一种传记式的方法》章节题库(诺伯特·维纳和控制论)【圣才出品】

罗杰斯《传播学史——一种传记式的方法》章节题库第十章诺伯特·维纳和控制论一、名词解释 1．反馈答：反馈是指在控制论中，通过有关一个系统过去行为的信息来控制这个系统的未来行为。因此，它是借助于重新插入一个系统的过去行为的结果来控制该系统的一个手段。在一个传播系统中，反馈是一个接受者对于信源从前信息的回应，表明它的效果。 2．诺伯特·维纳答：诺伯特·维纳是美国最著名的数学家，控制论之父，和香农一起发明了有关信息的熵度量法的思想，在某种程度上参与了和香农一起开创信息论的工作。维纳的理论对于传播学具有重要的影响，特别是对于由互动论的传播学者所组成的帕洛阿尔托学派具有重要的影响。维纳的代表作有《数学原理》、《控制论》，还有控制论的通俗读本畅销书《人类对人的使用：控制论和社会》，维纳的理论在若干方面对传播学产生了重要影响。 3．控制论答：控制论是20世纪初由诺伯特·维纳提出的重要理论，是关于自我控制系统的理论，它以“反馈”概念为依据，其定义是通过关于一个系统以往运行情况的信息，来控制这个系统的未来行为。诺伯特·维纳的控制论已被有效地应用于广泛的跨学科的适用领域：大脑功能和神经生理学、人工智能、工厂自动化、假肢和国际传播。

4．受众[复旦大学2012．2007～2008年研；华东师范大学2005年研；华中师大2005年研] 答：受众是指大众传媒的信息接受者或传播对象。受众是一个集合概念，最直观地体现为作为大众传媒信息接受者的社会人群，例如书籍或报刊的读者、广播的听众或电影、电视的观众等。传播学家克劳斯认为，受众按其规模可以分成三个不同的层次：①特定国家或地区内能够接触到传媒信息的总人口，这是最大规模的受众；②对特定传媒或特定信息内容保持着定期接触的人，如报纸的定期读者或电视节目的稳定观众；③不但接触了媒介内容而且也在态度或行动上实际接受了媒介影响的人，对传媒而言这部分人属于有效受众，在他们身上体现了实质性的传播效果。 5．受众“碎片化”[人大2013年研] 答：“碎片化”，是描述当前中国社会传播语境的一个形象性的说法。“碎片化”，是指完整的东西破成诸多零块。随着社会经济的发展，人们生活水平不断提高，消费选择不断扩大，生活方式及意识形态呈现多样化趋向。传统的社会关系、市场结构及社会观念的整一性瓦解了，代之以一个一个利益族群和“文化部落”的差异化诉求及社会成分的碎片化分割。 6．知情权/知晓权[北邮2008年研；北师2008年研；华中师大2008年研；中国传媒大学2006年研；南开大学2005年研；人大2005年研；上海大学2005年研]答：知情权是公民的一项基本政治权利，又称知晓权、了解权、获知权、知的权利等，从广义上讲，是指社会成员获得有关自身所处的环境和变化的信息、保障社会生活所需的各种有用信息的权利。在这个意义上，它也是人的生存权的基本内容之一。从狭义上说，是指公民对国家的立法、司法和行政等公共权力机构的活动所拥有的知情或知察的权利，这也意

机械控制工程基础课后答案

1-1机械工程控制论的研究对象与任务是什么? 解机械工程控制论实质上是研究机械一r_程技术中广义系统的动力学问题。具体地讲，机械工程控制论是研究机械工程广义系统在一定的外界条件作用下，从系统的一定初始条件出发，所经历的由内部的固有特性所决定的整个动态历程;研究这一系统及其输入、输出二者之间的动态关系。机械工程控制论的任务可以分为以下五个方面: (1)当已知系统和输人时，求出系统的输出(响应)，即系统分析。 (2)当已知系统和系统的理想输出，设计输入，即最优控制。 (3)当已知输入和理想输出，设计系统，即最优设计。 (4)当系统的输人和输出己知，求系统的结构与参数，即系统辨识。 (5)输出已知，确定系统，以识别输入或输入中的有关信息，即滤波与预测。 1.2 什么是反馈?什么是外反馈和内反馈? 所谓反馈是指将系统的输出全部或部分地返送回系统的输入端，并与输人信号共同作用于系统的过程，称为反馈或信息反馈。所谓外反馈是指人们利用反馈控制原理在机械系统或过程中加上一个人为的反馈，构成一个自动控制系统。所谓内反馈是指许多机械系统或过程中存在的相互藕合作用，形成非人为的“内在”反馈，从而构成一个闭环系统。 1.3 反馈控制的概念是什么?为什么要进行反馈控制? 所谓反馈控制就是利用反馈信号对系统进行控制。在实际中，控制系统可能会受到各种无法预计的干扰。为了提高控制系统的精度，增强系统抗干扰能力，人们必须利用反馈原理对系统进行控制，以实现控制系统的任务。 1.4闭环控制系统的基本工作原理是什么? 闭环控制系统的基本工作原理如下: (1)检测被控制量或输出量的实际值; (2)将实际值与给定值进行比较得出偏差值; (3)用偏差值产生控制调节作用去消除偏差。这种基于反馈原理，通过检测偏差再纠正偏差的系统称为闭环控制系统。通常闭环控制系统至少具备测量、比较和执行三个基本功能。 1.5对控制系统的基本要求是什么? 对控制系统的基本要求是稳定性、准确性和快速性。稳定性是保证控制系统正常工作的首要条件。稳定性就是指系统动态过程的振荡倾向及其恢复平衡状态的能力。准确性是衡量控制系统性能的重要指标。准确性是指控制系统的控制精度，一般用稳态误差来衡量。快速性是指当系统的输出量与输入量之间产生偏差时，系统消除这种偏差的快慢程度。

控制理论及智能控制论的发展与现状

控制理论及智能控制论的发展与现状【摘要】控制论涉及面很广，研究许多不同领域对象的控制问题，也用了各种比较高深的数学工具，文章拟以通俗的语言，简明的介绍了控制理论及其智能控制论的基本思想、基本问题和主要方法，系统的叙述了控制论和智能控制论的发展历程并讨论了其未来的发展前景。关键词：控制论；智能控制论；神经网络；系统辨识 1 引言控制理论经过数十年世界范围的发展，研究成果十分丰富，其中一些研究经过不断发展完善已经成为成熟的独立学科，还有一些研究经过一段时间的繁荣昌盛，大大促进了控制理论的发展，完成了历史的使命，现在看其本身的理论及应用价值却是有限的。当前，控制理论已渗透到几乎所有工程技术领域，新的问题、专题及学科分支大量涌现，五彩缤纷。但也会使人有目不暇接，无所适从之感。当前，高新技术的发展提出了形形色色的新问题，难度大，急待解决.面对这些新问题，现有的控制理论常常显得无能为力，使得一些问题甚至等不及理论上的准备及指点，已在实际中用各种技术手段着手加以解决。在这样的形势下，本文对控制理论的发展及现状进行了系统性的分析与探讨，了解主线索及脉络，以便在对未来的发展做探索时能有所帮助。 2 “控制理论”产生的历史背景及其核心内容在20世纪中叶，各学科正处于交叉渗透时期，而且各门学科的边缘区域及其交叉点，正是等待开垦的科学领域。恰如控制论创始人维纳（N.Wiener）所讲的：“在科学发展上可以得到最大收获的领域是各种建立起来的部门之间的被忽视的无人区。”正是基于这种思想，维纳与信息论创始人申农、计算机创始人图灵以及神经学家等进行多次讨论、交流、合作，于1948年发表了《控制论—关于在动物和机器中控制和通讯科学》的著作。论述了控制论的一般方法，推广了反馈的概念，为控制理论这门学科奠定了坚实的基础。从维纳的控制论中，可以总结出3个最基本而又重要的概念：信息、反馈和控制，此即为控制论的三要素。反馈的概念是于1920年首先出现在贝尔电话实验室的文献中，后经维纳的引入，逐渐推

自动化学科浅谈(第二版)—席裕庚

自动化学科浅谈（第二版） ----- 席裕庚教授 ----- 1．控制科学与工程学科的性质控制科学与工程是一个覆盖面宽、层次跨度大的一级学科，它由控制理论与控制工程、模式识别与智能系统、系统工程、制导·导航与控制、检测技术与自动化装置五个二级学科组成。控制科学是以控制论、信息论、系统论为其方法论基础的，因此它首先是一门科学，它研究的是人们实现有目的行为的一般原理和方法，在这个意义上，控制科学对于人们认识自然、改造自然具有普遍的意义，工程控制论固然是其中最重要也最富有成果的分支，但随着人类社会不断发展和进步，控制科学也在广泛的非工程领域得到应用，如人口控制论、经济控制论、生物控制论等都是控制论原理在这些领域的具体发展。控制科学的精髓是它的概念和方法，特别是作为其核心的模型、控制、反馈、优化等概念和方法，几乎被应用于所有领域的科学研究中，而这些概念和方法，正是哲学中认识自然、改造自然的一般原理的具体化。可以说，控制科学与其它技术学科相比较，具有更基础的性质，它的成就是通过其原理和方法在各应用领域中的物化来体现的，这是控制学科值得自豪之处，但也往往是其作用和地位得不到正确认识和评价的原因。控制工程是控制论一般原理在工程系统中的具体体现，这种工程系统包括各类传统和先进的制造系统、电力系统、核工程系统、航天航空航海系统等，控制在这些工程系统中的重要地位，甚至还促成了相应专业领域内独立的工程控制学科。由于控制原理和方法所具有的普遍意义，今天的工程控制系统已广泛地延伸到社会经济的各个分支，如各类农业、建筑、物流、环境工程。控制工程作为控制科学原理的具体实现，必须从工程系统的角度进行技术的集成，因此必然涉及到各行各业的技术和工艺背景，从宏观上讲，控制系统只是整个工程系统中的一部分，但要实现工程系统既定的目标，如保证工艺条件、优化资源、提高产量、降低能耗、抗御干扰等，它是关键的部分。从微观上讲，控制系统的实现不仅需要有好的控制思想和方法，而且要与传感技术、执行机构紧密结合，否则就只能是纸上谈兵。因此，控制工程从来就不是控制学科的专利，它应该也必须在与各工程领域的结合和各种相关技术的集成中得到发展。

《经济控制论》课程研究报告

《经济控制论》课程研究报告姓名学号完成日期成绩联系方式

一、引言：随着经济控制研究的深入，经济系统的建模、性能分析和优化设计等问题越来越趋向于纵深化和复杂化，MATLAB是具有很强数值计算、符号运算方针和图形显示功能的计算分析软件。本次课程研究的目的，旨在加强对MATLAB的使用，学习使用MATLAB来解决经济控制系统的稳定性分析，状态观测器的设计以及经济控制系统的优化方法。二、数据资料： 1、宏观经济各个变量总量平衡统计数据表

数据来源：根据中国统计年鉴整理。更多数据请登录国家统计局网站查找: https://www.360docs.net/doc/618096960.html,/ 2、根据表中统计数据得到如下回归方程：消费函数 C(k) = 278.85 +0.5654Y(k-1) 投资函数 I(k) = 1338+3.3664[C(k)-C(k-1)] 年度国民生产总值（亿元） Y （k ）全社会固定资产投资 (亿元) I(k) 居民消费支出亿元） C(k) 财政支出（亿元） G （k ）总量平衡 (I+C+G )/Y 1986 10201.4 3120.6 5175.0 2204.91 1.0293 1987 11954.9 3791.7 5961.2 2362.18 1.0134 1988 14922.3 4753.8 7633.1 2491.21 0.9970 1989 16917.8 4410.4 8523.5 2823.78 0.9314 1990 18598.4 4517.0 9113.2 3083.59 0.8987 1991 21662.5 5594.5 10315.9 3386.62 0.8908 1992 26651.9 8080.1 12459.3 3742.20 0.9111 1993 34560.5 13072.3 15682.4 4642.30 0.9663 1994 46670.0 17042.1 20809.8 5792.62 0.9352 1995 57494.9 20019.3 26944.5 6823.72 0.9355 1996 66850.5 22913.5 32152.3 7937.55 0.9425

机械控制工程基础总结

机械控制工程基础总结机械工程控制论的基本含义机械控制工程是研究控制论在机械工程中应用的科学。它是一门跨控制论和机械工程的边缘学科。随着工业生产和科学技术的不断向前发展，机械工程控制论这门新兴学科越来越为人们所重视。原因是它不仅能满足今天自动化技术高度发展的需要，同时也与信息科学和系统科学紧密相关，更重要的是它提供了辩证的系统分析方法，即不但从局部，而且从整体上认识和分析机械系统，改进和完善机械系统，以满足科技发展和工业生产的实际需要。机械工程控制论的研究对象与任务机械工程控制论的研究对象是机械工程技术中广义系统的动力学问题。具体地讲，机械工程控制论是研究系统及其输入、输出三者之间的动态关系，也就是研究机械工程广义系统在一定的外界条件作用下，从系统的一定初始条件出发，所经历由内部的固有特性所决定的整个动态历程。例如，在机床数控技术中，调整到一定状态的数控机床就是系统，数控指令就是输入，数控机床的加工运动就是输出。这里系统是由相互联系、相互作用的若干部分构成且有一定运动规律的一个有机整体。输入是外界对系统的作用，输出是系统对外界的作用。通常机械工程控制论简称为机械控制工程，其所研究的系统可大可小、可繁可简，完全由研究的需要而定，因而称之为广义系统。由此可见，就系统及其输入、输出三者之间的动态关系而言，机械工程控制论的任务主要研究解决以下几个方面的问题：１.当系统已定，输入已知时，求出系统的输出（响应），并通过输出来研究系统本身的有关问题，称系统分析。２.当系统已定，系统的输出也已给定时，要确定系统的输入，使输出尽可能符合给定的最佳要求，称系统的最优控制。３.当输入和输出均已知时，求系统的结构与参数，即建立系统的数学模型，称系统辨识或系统识别。４.当系统已定输出已知时，要识别输入或输入中的有关信息，称滤波与预测反馈及反馈控制反馈及反馈控制控制论的核心内容是：通过信息的传递、加工处理和反馈来进行控制。控制论把一切能表达一定含义的信号、符号、密码和消息等统称为信息。所谓信息传递，是指信息在系统及过程中以某种关系动态地传递，亦称转换。例如，对于机床加工工艺系统，要研究机床的加工精度问题，可将工件尺寸作为信息，通过工艺过程的转换，对加工前后工件尺寸的分布情况，运用信息处理的理论和方法来

控制论(Cybernetics)

控制论（Cybernetics）控制论是研究各类系统的调节和控制规律的科学。它是自动控制、通讯技术、计算机科学、数理逻辑、神经生理学、统计力学、行为科学等多种科学技术相互渗透形成的一门横断性学科。它研究生物体和机器以及各种不同基质系统的通讯和控制的过程，探讨它们共同具有的信息交换、反馈调节、自组织、自适应的原理和改善系统行为、使系统稳定运行的机制，从而形成了一大套适用于各门科学的概念、模型、原理和方法。控制论创始人维纳在他的《控制论》一书的副标题上标明，控制论是“关于在动物和机器中控制和通讯的科学”。控制论一词Cybernetics，来自希腊语，愿意为掌舵术，包含了调节、操纵、管理、指挥、监督等多方面的涵义，维纳以它作为自己创立的一门新学科的名称，正是取它能够避免过分偏于哪一方面，“不能符合这个领域的未来发展”和“纪念关于反馈机构的第一篇重要论文”的意思。控制论是多门科学综合的产物也是许多科学家共同合作的结晶。但是，控制论的诞生和发展是与美国数学诺伯特.维纳的名字联系在一起的。维纳少年时是一位天才的神童，他11岁上大学，学数学，但喜爱物理、无线电、生物和哲学，14岁考进哈佛大学研究生院学动物学，后又去学哲学，18岁时获得了哈佛大学的数理逻辑博士学位。1913年刚刚毕业的维纳又去欧洲向罗素和希尔伯特这些数学大师们学习数学。正是多钟学科在他头脑里的汇合，才结出了控制论这颗综合之果。维纳在1919年研究勒贝格积分时，就从统计物理方面萌发了控制论思想。第二次世界大战期间，他参加了美国研制防空火力自动控制系统的工作，提出了负反馈概念，应用了功能模拟法，对控制论的诞生起了决定性的作用。1943年维纳与别格罗和罗森勃吕特合写了《行为、目的和目的论》的论文，从反馈角度研究了目的性行为，找出了神经系统和自动机之间的一致性。这是第一篇关于控制论的论文。这时，神经生理学家匹茨和数理逻辑学家合作应用反馈机制制造了一种神经网络模型。第一代电子计算机的设计者艾肯和冯.诺依曼认为这些思想对电子计算机设计十分重要，就建议维纳召开一次关于信息、反馈问题的讨论会。1943年底在纽约召开了这样的会议，参加者中有生物学家、数学家、社会学家、经济学家，他们从各自角度对信息反馈问题发表意见。以后又连接举行这样的讨论会，对控制论的产生起了推动作用。1948年维纳的《控制论》出版，宣告了这门科学的诞生。控制论的研究表明，无论自动机器，还是神经系统、生命系统，以至经济系统、社会系统，撇开各自的质态特点，都可以看作是一个自动控制系统。在这类系统中有专门的调节装置来控制系统的运转，维持自身的稳定和系统的目的功能。控制机构发出指令，作为控制信息传递到系统的各个部分（即控制对象）中去，由它们按指令执行之后再把执行的情况作为反馈信息输送回来，并作为决定下一步调整控制的依据。这个控制系统如图所示：（图）这样我们就看到，整个控制过程就是一个信息流通的过程，控制就是通过信息的传输、变换、加工、处理来实现的。反馈对系统的控制和稳定起着决定性的作用，无论是生物体保持自身的动态平稳（如温度、血压的稳定），或是机器自动保持自身功能的稳定，都是通过反馈机制实现的。反馈是控制论的核心问题。控制论就是研究如何利用控制器，通过信息的变换和反馈作用，使系统能自动按照人们预定的程序运行，最终达到最优目标的学问。控制论是具有方法论意义的科学理论。控制论的理论、观点，可以成为研究各门科学问题的科学方法，这就是撇开各门科学的质的物点，把它们看作是一个控制系统，分析它的信息流程、反机制和

机械控制工程复习与考试题(含答案)

机械控制工程复习一、填空题 1.线性控制系统最重要的特性是可以应用叠加原理，而非线性控制系统则不能。 2．反馈控制系统是根据输入量和反馈量的偏差进行调节的控制系统。 3.根据自动控制系统是否设有反馈环节来分类，控制系统可分为__开环_控制系统、_闭环__控制系统。 4.根据系统输入量变化的规律，控制系统可分为恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。 5.如果在系统中只有离散信号而没有连续信号，则称此系统为离散(数字)控制系统，其输入、输出关系常用差分方程来描述。 6.根据控制系统元件的特性，控制系统可分为__线性__控制系统、非线性_控制系统。 7.线性控制系统其输出量与输入量间的关系可以用线性微分方程来描述。 8.对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：稳定性、快速性和准确性。 9.在控制工程基础课程中描述系统的数学模型有微分方程、传递函数等。 10.传递函数的定义是对于线性定常系统,在零初始条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。 11.传递函数的组成与输入、输出信号无关，仅仅决定于系统本身的结构和参数，并且只适于零初始条件下的线性定常系统。 12.瞬态响应是系统受到外加作用激励后，从初始状态到最终稳定状态的响应过程。 13.脉冲信号可以用来反映系统的抗冲击能力。 14.单位斜坡函数t的拉氏变换为1/s2 15.单位阶跃信号的拉氏变换是1/s。 16．在单位斜坡输入信号作用下，0型系统的稳态误差ess= 19．决定二阶系统动态性能的两个重要参数是阻尼系数ξ和无阻尼固有频率ωn。 22.二阶系统的阻尼比ξ为0时，响应曲线为等幅振荡。 23.系统输出量的实际值与输出量的期望值之间的偏差称为误差。 24.系统的稳态误差与输入信号的形式及系统的结构和参数或系统的开环传递函数有关。25.分析稳态误差时，将系统分为0型系统、I型系统、II型系统…，这是按开环传递函数的积分环节数来分类的。 26.用频域法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是正弦函数。 27．线性定常系统在正弦信号输入时，稳态输出与输入的相位移随频率而变化的函数关系称为相频特性。 28.频率响应是系统对正弦输入稳态响应，频率特性包括幅频和相频两种特性。 29.用频率法研究控制系统时，采用的图示法分为极坐标图示法和__对数坐标_图示法。 30．积分环节的对数幅频特性曲线是一条直线，直线的斜率为－20dB／dec。31．0型系统对数幅频特性低频段渐近线的斜率为0dB/dec，高度为20lgKp。32.ω从0变化到+∞时，惯性环节的频率特性极坐标图在第四象限，形状为半

浅析控制论在教学中的运用

浅析控制论在教学中的运用 [摘要]文章根据控制论的理论和方法对当今课堂教学进行了初步的研究。以教师、学生、信息、教学手段及环境所组成的教学结构要素为着眼点，通过分析来解释如何运用控制论原理去调控教学活动，对控制论在教学过程中的影响进行了分析，明确了实施控制式教学所需解决的几个问题。 [关键词]控制论；教学；调控一、控制论与教学概述教学控制论是由苏联心理学家兰达1962年提出，后为心理学家塔雷金娜等接受并发展，它以控制论的理论和方法，来研究教学系统，揭示教学系统特点和规律的学科。它寻求最佳的教学程序，改进教学方法，以提高教学质量为目的。教学作为一个系统，它内部的信息传递是通过控制来达成的。因而，师生之间的相互作用具体地表现为教学过程中师生的控制关系，这是保证教学系统发挥正常功能的基本联系。二、当今控制论视角下教学要素的构成（一）教师多元化的控制 1.明确教学目的，进行超前控制教学目的的确定受多方因素的影响，如教学大纲、教材特点、学生所处年龄段的个性特征和心理发展规律。教师需在多因素的基础上，根据教学积累所得到的经验，来制定具体、明确、可行的教学目的，既要超前制定好教学目的，更要把这一目的超前告知学生，以此形成超前控制，为教学营造一个好的开端。 2.选择最佳教法，实现优化控制 “最佳”有两层含义：一是师生时间消费的合理性；二是完成教学目的的有效性。这两层含义既是选择教法的原则，也是检验教师能否做到优化控制的条件。在教法的选择上，我们需要在多因素下进行考虑，如教学目的的制约性，教学内容的复杂性，学生实际接收的可能性等。 3.调动学生的积极主动性，强化动机控制动机有外部动机和内部动机之分，内部动机是学生求知的根据，外部动机对学习可起到促进作用。如何强化动机，需要教师实行恰当的调控，从而调动学生学习的积极性与主动性。方法有：创设浓厚学习氛围，诱发学习兴趣；发掘学生潜能，增强其自信心；教授学生科学有效的学习方法，使其获取学习成就感。

控制论与信息论

信息论和控制论都是信息科学的重要组成部分。信息论是一门用数理统计方法来研究信息的度量、传递和变换规律的科学。它主要是研究通讯和控制系统中普遍存在着信息传递的共同规律以及研究最佳解决信息的获限、度量、变换、储存和传递等问题的基础理论。它是运用概率论与数理统计的方法研究信息、信息熵、通信系统、数据传输、密码学、数据压缩等问题的应用数学学科。信息论是美贝尔电话研究所的数学家香农在前人研究的基础上完成的。他为解决通讯技术中的信息编码问题，把发射信息和接收信息作为一个整体的通讯过程来研究，提出通讯系统的一般模型；同时建立了信息量的统计公式，奠定了信息论的理论基础。1948年香农发表的《通讯的数学理论》一文，成为信息论诞生的标志。在信息论的发展中，还有许多科学家对它做出了卓越的贡献。像法国物理学家L.布里渊（L.Brillouin）1956年发表《科学与信息论》专著，从热力学和生命等许多方面探讨信息论，把热力学熵与信息熵直接联系起来，使热力学中争论了一个世纪之久的“麦克斯韦尔妖”的佯谬问题得到了满意的解释。英国神经生理学家（W.B.Ashby）1964年发表的《系统与信息》等文章，还把信息论推广应用芋生物学和神经生理学领域，也成为信息论的重要著作。这些科学家们的研究，以及后来从经济、管理和社会的各个部门对信息论的研究，使信息论远远地超越

了通讯的范围。信息论有狭义和广义之分。狭义信息论即申农早期的研究成果，它以编码理论为中心，主要研究信息系统模型、信息的度量、信息容量、编码理论及噪声理论等。广义信息论又称信息科学，主要研究以计算机处理为中心的信息处理的基本理论，包括评议、文字的处理、图像识别、学习理论及其各种应用。广义信息论包括了狭义信息论的内容，但其研究范围却比通讯领域广泛得多，是狭义信息论在各个领域的应用和推广，因此，它的规律也更一般化，适用于各个领域，所以它是一门横断学科。信息论被广泛应用在编码学密码学与密码分析学数据传输数据压缩检测理论估计理论等领域. 控制论是研究各类系统的调节和控制规律的科学。自从1948 年诺伯特?维纳发表了著名的《控制论——关于在动物和机中控制和通讯的科学》一书以来，控制论的思想和方法已经渗透到了几乎有的自然科学和社会科学领域。维纳把控控制论制论看作是一门研究机器、生命社会中控制和通讯的一般规律的科学，是研究动态系统在变的环境条件下如何保持平衡状态或稳定状态的科学。他特意创造“Cybernetics”这个英语新词来命名这门科学。“控制论”一同最初来源希腊文“mberuhhtz”，原意为“操舵术”，就是掌舵的方法和技术的思。在柏拉图（古希腊哲学家）的著作中，经常用它来