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      发布者:hp42HP193894348 发布时间:2022-09-19 10:17:34

      控制理论,研究系统的调节与控制的一般规律的科学。是20世纪50年代末至60年代初形成和发展起来的,现在已成为一门独立的学科,不仅有完整的理论体系,而且已经在诸如工程、生物、生态、社会经济等许多领域有广泛的应用。现代技术特别是现代空间技术的发展是形成控制理论的推动力,数学研究积累的成果为控制理论的形成和发展提供了重要工具,电子计算机的广泛应用使控制理论的成果用于实际成为现实。控制理论为实际系统的描述、分析综合和设计、预测和决策等问题提供了系统的理论和方法。由N.维纳创立的控制论(cybernetic)是一门控制和通信的科学。由Л.C.庞特里亚金、R.贝尔曼、.卡尔曼等人作出了杰出贡献的现代控制理论则是系统科学的一个组成部分,又是形成信息科学的一个基本方面。控制理论不是直接研究现实世界中的受控对象,而是研究受控对象的模型。这里说的“模型”是受控对象在一定程度上的数学描述,即数学模型,简称为控制系统。如果描写受控对象的数学模型是线性的,则称为线性控制系统,相仿地有非线性控制系统的称呼。现实世界的受控对象多种多样,例如受控刚体运动与受控弹性体振动两者的受控机制和结果都不一样,有随机因素影响的受控刚体与没有随机因素影响的受控刚体的运动也很不一样,因而描写它们的数学模型的区别就很大。通常,数学模型由常微分方程或差分方程或微分-差分方程表示的称为集中参数系统;由随机微分方程或随机差分方程表示的称为随机控制系统;而由偏微分方程或偏微分-积分方程表示的称为分布参数控制系统。经典控制理论20世纪初研制成装在飞机上的电动陀螺稳定装置,并发展成自动驾驶仪,但这仅仅是人们在实践中直观摸索的结果,尚无理论上的指导。当时的自动驾驶仪在结构上比较简陋,对飞机的稳定和控制也极为简单,十堰郧西县涂塑钢管dn150控制质量不高。30年代末至40年代初形成经典控制理论。在这种理论指导下飞机上自动驾驶仪的性能得到提高,并在40年代为研制V-V-2导弹提供了基础。经典控制理论适用于单输入、单输出的线性定常(参数不随时间而变)系统,所以在分析设计V-V-2导弹控制系统时,十堰郧西县涂塑钢管dn150将导弹的运动分解成单输入、单输出的运动。V-2导弹从地面飞出大气层,其特性参数变化很大,是一个时变对象,但为了应用经典控制理论而采用系数冻结法将时变对象简化为定常的对象。这样,V-1和V-2导弹虽都投入使用,但命中精度不高。经典控制理论中的非线性理论在40~50年代得到发展,经典的分析方法有描述函数法、相平面法等。这些分析方法在分析战术导弹制导系统(较多采用典型非线性的继电控制方式)时较为有效,成为50年代战术导弹得到较大发展的因素之一。随着导弹和航天活动的进展,对飞行器控制的精度要求大大提高,飞行器完成的任务更趋复杂,加上飞行器飞行时环境的急剧变化,对飞行器控制系统提出了更高的要求。为了满足这些要求,必须寻求新的理论来指导控制系统的设计。现代控制理论60年代产生的现代控制理论是以状态变量概念为基础,利用现代数学方法和计算机来分析、综合复杂控制系统的新理论,适用于多输入、多输出,时变的或非线性系统。飞行器及其控制系统正是这样的系统。应用现代控制理论对它进行分析、综合能使飞行器控制系统的性能达到新的水平。从60年代“阿波罗”号飞船登月,70年代“阿波罗”号飞船与“联盟”号飞船的对接,直到80年代航天飞机的成功飞行,都是与现代控制理论和计算机的应用分不开的。在控制精度方面,应用现代控制理论、计算机和新型元、部件,使洲际导弹的命中精度由几十公里减小到百米左右。现代控制理论的核心之一是优控制理论。这种理论在60年代初开始获得实际应用。这就改变了经典控制理论以稳定性和动态品质为中心的设计方法,而是以系统在整个工作期间的性能作为一个整体来考虑,寻求优控制规律,从而可以大大改善系统的性能。优控制理论用于发动机燃料和转速控制、轨迹修正小时间控制、优航迹控制和自动着陆控制等方面都取得了明显的成果。现代控制理论的另一核心是优估计理论(卡尔曼滤波)。它为解决飞行器控制中的随机干扰和随机控制问题提供一种有力的数学工具。卡尔曼滤波突破了维纳滤波的局限性,适用于多输入、多输出线性系统,平稳或非平稳的随机过程,在飞行器测轨-跟踪、控制拦截和会合等方面得到广泛应用。离散系统理论40~50年代在导弹上应用了采样控制系统,与它相应的是在40年代末产生的离散系统理论。60年代以来在飞行器控制中计算机控制系统的应用日益普遍。计算机控制(数字控制)是离散控制的一种。离散系统理论在现代飞行器控制中得到了广泛的应用。60年代“阿波罗”号飞船的登月舱就采用了数字式自动驾驶仪。离散控制理论在计算中也有很广泛的应用。自适应控制理论飞行器多变和复杂的飞行环境是一般控制系统难以适应的,需要研究能随环境变化自动改变系统结构和参数的自适应控制系统。自50年代末到70年代末逐步建立了自适应控制理论并据以研制出自适应驾驶仪。大系统理论由于现代控制理论和计算机的应用,飞机的控制已由一般控制发展为主动控制(见主动控制技术),在飞机上有较多的分系统。将各分系统综合起来形成综合系统可使整个系统性能更加完善。70年代形成的大系统理论为分析和设计航空综合系统提供了条件。80年代已出现火控-飞行综合控制系统和推力-飞行综合控制系统。现代飞行器不仅要有优良的性能,而且在某些情况下还要有自主处理问题的能力。例如,在空战中要求飞机能自动飞到优的位置,从而能有效地攻击敌机。导弹攻击活动目标时,目标可能主动还击或消极逃逸,要求导弹能自动寻求并形成适宜的控制规律,完成击毁目标的任务。这就要求在飞行器上采用更高级的控制系统──智能控制系统。这种系统具有自学习、自行分析和推断的能力,能够自动改进控制方法和修改系统性能,好地完成复杂任务。70年代以来系统学、模式识别、人工智能、专家系统等为分析、发展智能控制系统提供了一定的条件。在经典控制理论、现代控制理论、大系统理论、系统学等指导下,十堰郧西县涂塑钢管dn150飞行器控制将向数字化、综合化以至智能化的方向发展。,十堰郧西县涂塑穿线钢管价格,

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