劉春媛

摘要：在社會經(jīng)濟進步及發(fā)展的背景下，科學技術(shù)及計算機技術(shù)也得到了相應的發(fā)展。在這樣的勢態(tài)下，控制理論相關(guān)理論知識內(nèi)容不斷完善，并且控制工程科學開始涉及各行各業(yè)，為各大企業(yè)的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。本文在分析控制理論與控制工程發(fā)展的基礎(chǔ)上，進一步對控制理論與控制工程的具體應用進行探究，希望以此為相關(guān)學科的研究及發(fā)展提供有效依據(jù)。

關(guān)鍵詞：控制理論和控制工程；發(fā)展；應用

控制理論雖然起源于英國18世紀的技術(shù)革命時期，但是卻在二十一世紀被廣泛應用。隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，控制理論和控制工程被廣泛的應用于相關(guān)工程企業(yè)當中。在本篇文章里，筆者不僅分析了控制理論和控制工程的發(fā)展，還探索了控制理論和控制工程的應用前景。

1 控制理論和控制工程的發(fā)展

社會經(jīng)濟的不斷進步，帶動著科學技術(shù)的發(fā)展。要想讓科學技術(shù)得到完善和發(fā)展，就必須得到控制工程與控制理論的支持。如今，在計算機技術(shù)的發(fā)展前景下，控制理論和控制工程的發(fā)展可分為三個歷史發(fā)展時期，分別是第一歷史發(fā)展時期、第二歷史發(fā)展時期、第三歷史發(fā)展時期，在下文里，筆者針對控制工程和控制理論這三個歷史發(fā)展時期進行分析探究。

1.1 控制理論和控制工程的第一歷史發(fā)展時期

控制理論和控制工程的第一歷史發(fā)展時期在20世紀40年代到20世紀60年代期間，在這第一歷史發(fā)展時期中，掀起了一陣古典控制理論的熱潮，該古典控制理論不僅解決了單輸出問題，還解決了單輸入問題。該古典控制理論是以傳遞函數(shù)特性分析法和頻率特性分析法作為參考依據(jù)，對系統(tǒng)層面進行相關(guān)研究，控制理論主要研究的系統(tǒng)是線性系統(tǒng)。通過分析非線性系統(tǒng)不難發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)所使用的分析法為相平面法，使用的個數(shù)一般不會超過兩個，將該控制理論應用于系統(tǒng)的生產(chǎn)當中，可以有效地解決單輸出和單輸入等問題。

1.2 控制工程與控制理論的第二歷史發(fā)展時期

控制工程與控制理論的第二歷史發(fā)展時期在20世紀60年代到70年代期間，第二歷史發(fā)展時期為空間技術(shù)的應用發(fā)展時期，在這一時期中，計算機技術(shù)和控制工程之間相互融合，并且控制工程的性能得到了優(yōu)化。從而有限地實現(xiàn)了分析設計，除此之外，還促進了多輸入、多輸出和非線性等系統(tǒng)的完善，使控制模式得到更好的優(yōu)化，是現(xiàn)代化控制工程與控制理論變得更加完善，更加科學。

1.3 控制工程與控制理論的第三歷史發(fā)展時期

控制理論和控制工程的第三歷史發(fā)展時期在20世紀70年代到當前，控制工程與控制理論得到了很好的完善，從而逐漸趨向成熟。不管是系統(tǒng)的整體設計，還是系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案，都顯得非常的成熟，并且還能夠完成協(xié)調(diào)處理和分解方法的相關(guān)理論性基礎(chǔ)研究。智能控制相關(guān)理論是基于控制理論的基礎(chǔ)上，進行進一步的開拓，讓其完成了信息的傳遞以及控制，使得人們的活動更加便捷。目前，控制理論與及控制工程不僅具備有一個很好的發(fā)展前景，還具有一個非常好的應用前景。

2 控制工程與控制理論的應用

控制工程與控制理論的應用核心為：以控制最優(yōu)為前提，充分滿足控制理論和控制工程的相應約束條件，并且提出最優(yōu)的控制方案，在性能指標極值范圍內(nèi)，使控制系統(tǒng)的系統(tǒng)性能做優(yōu)化。在應用控制工程與控制理論的過程當中，經(jīng)常會涉及到兩大類研究策略，一種是PDI控制器，另外一種是Kalman濾波器；控制理論和控制工程在許多系統(tǒng)的實際應用中，通常都會使用這兩種策略。為了能夠讓控制理論和控制工程在系統(tǒng)中的應用性更為穩(wěn)定，可以運用線性模型來對其進行分析和證實，上述兩種策略還可應用于非線性系統(tǒng)中。據(jù)相關(guān)研究表明，通過利用控制理論和控制工程，進一步對控制系統(tǒng)進行定量研究，最終實現(xiàn)對控制系統(tǒng)的全面解析?？刂乒こ膛c控制理論不僅被運用于水槽內(nèi)部水位控制系統(tǒng)，還被運用在電熱器控制系統(tǒng)和溫度器控制系統(tǒng)當中，使其實現(xiàn)自動化控制目標，使儀器能夠充分發(fā)揮自身的作用。根據(jù)相關(guān)學者的研究表明，控制理論和控制工程的應用，不僅需要對其進行性質(zhì)層面分析和結(jié)構(gòu)層面分析，還需要對該控制系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行調(diào)控。在應用控制理論和控制工程的過程中，還需要重視應用反饋概念，利用反饋概念，最大程度智能化控制系統(tǒng)，使控制系統(tǒng)的系統(tǒng)性能得到提高。充分將控制工程與控制理論和系統(tǒng)融合，這樣才能夠提高系統(tǒng)運行的安全性和可靠性，才能讓系統(tǒng)生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟效益得到保障。

3 控制理論與控制工程的具體探究

基于控制理論和控制工程應用當中，其核心內(nèi)容是最優(yōu)控制。在對最優(yōu)控制進行研究的情況下，需充分滿足相對應的約束條件，進一步將最優(yōu)控制方案得出，進一步在獲取性能指標最大值及最小值的基礎(chǔ)上，使控制系統(tǒng)的性能指標達到最優(yōu)效果?；诳刂评碚撆c控制工程應用過程中，還會涉及兩類極具典型性的研究策略：其一為PDI控制器；其二為Ka1man濾波器。在諸多實際系統(tǒng)當中，這兩種方法應用較為廣泛，為了使投入應用的系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到有效實現(xiàn)，通常需要利用線性模型加以證實。從具體層面分析，上述兩類方法還能夠應用在非線性系統(tǒng)證明上，研究者對以控制理論及控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)的反饋機制加以利用，進一步進行定量研究便是結(jié)合了上述兩類方法。從現(xiàn)實生活層面分析，對于控制理論與控制工程來說，在水槽內(nèi)水位的控制利用較為廣泛，同時在對電加熱器溫度的控制中也具有較為廣泛的應用。其自動控制主要是對自動化的高度及溫度測試儀進行了充分利用，進一步使測控目標得到有效實現(xiàn)。結(jié)合相關(guān)學者作出的研究，可以發(fā)現(xiàn)對控制理論進行應用，不但需要做好結(jié)構(gòu)及性質(zhì)層面的分析，還需要對系統(tǒng)運行狀態(tài)加以調(diào)控。并且，反饋概念的應用也尤為重要，通過反饋主要使控制系統(tǒng)在很大程度上實現(xiàn)了工程智能化，工程智能化將進一步使工程相關(guān)系統(tǒng)的性能得到有效提升。除此之外，對于控制理論與控制工程來說，在應用方面是需要借助計算機技術(shù)及通信技術(shù)的。在充分融合計算機技術(shù)及通信技術(shù)的基礎(chǔ)上，才能夠為企業(yè)生產(chǎn)及系統(tǒng)運行的可靠性及安全性提供保障依據(jù)，進一步使經(jīng)濟效益及社會效益得到有效實現(xiàn)。

4 結(jié)語

在本篇文章中，筆者簡單地分析了控制理論和控制工程的各個發(fā)展階段，并且對控制理論和控制工程的應用進行探究。目前，控制理論和控制工程日趨成熟，基于通信技術(shù)與計算機技術(shù)的基礎(chǔ)上，被運用在各種控制系統(tǒng)當中，令控制系統(tǒng)的運行變得更加安全以及可靠。筆者相信，隨著控制理論和控制工程相關(guān)研究的不斷深入，控制理論和控制工程會在相輔相成的基礎(chǔ)上獲得共同發(fā)展，最終起到推動社會經(jīng)濟穩(wěn)定發(fā)展的作用