问:诺伯特·维纳的控制论的控制论的发展过程
- 答:的发展过程大致分为三个阶段:
20世纪50年代末期以前为第一阶段,称为经典控制论阶段;
50年代末期至70年代初期为第二阶段,称为现代控制论阶段;
70年代初期至现在为第三阶段,称为大系统理论阶段。
经典控制论主要研究单输入和单输出的线性控制系统的一般规律,它建立了系统唯扒、信息、调节、控制、反馈、稳定性等控制论的基本概念和分析方法,为现代指隐昌控制理论的发展奠定了基础。它研究的重点是反馈控制,核心装置是自动调节器,主要应用于单机自动化。现代控制论的研究对象是多输入和多输出系统的非线性控制系统,其携郑中重点研究的是最优控制、随机控制和自适应控制,主要应用于机组自动化和生物系统。而大系统理论的主要研究对象是众多因素复杂的控制系统(如宏观经济系统、资源分配系统、生态和环境系统、能源系统等),研究的重点是大系统的多级递阶控制、分解-协调原理、分散最优控制和大系统模型降阶理论等。
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问:经济控制论模型的经济控制论的发展概况
- 答:1972年,美国在普林斯顿成立了第一个随机控制和经济研究小组,邹至庄和M.阿申斯任主席。英国、日本、苏联等国也相继成立了类似的研究机构。中国从70年代末到80年代初,将经济控制论应用于制订区域的经济、能源、农业等规划。
1985年,从国民经济实际统计数据出发,应用控制理论和系统工程方法,建立了国家宏观经济最优控茄毁制模型。这个模型是以1985~2000年的历年国民收入总和作为目标函数,以部门的基裂纳搏建投资和更新改造投资作为控制变量,进行了总体优化。模型包含3582个方程,其中1520个方程组成一个76维的状态方程,39维联立方程组成系统的输出方程,有760个控制变量,1660个约束方程,在大型计算机上进行总体优化设计。模型预测1985~2000年逐年国民经济增长速度和水平,分析了国民经济各部门的结构和重大比例关系的变化趋势、基本建设规模和投资方向、人民生活水平的提高和消费结构的变化等肆祥,为制订中、长期规划和政策分析提供了科学依据。下图是有关国民收入、经济管理政策、私人商业投资、商品生产、纳税和消费者开支等方面的经济反馈联系模型。借助这个反馈模型,经济系统的决策和分析人员就可以了解管理政策和私人商业投资对国民收入的全部影响。图中系统输出是实际国民收入C(S)=G2(S)N(S),式中N(S)为有效资金,可用N(S)=M(S)+U(S)+H(S)来计算。
问:“现代控制理论”与“经典控制理论”有什么不同?
- 答:“现代控制理论”与槐旁“经典控制理论”在研究对象、数学建模、应用领域等方面均存在差异。
经典控制理论与现代控制理论的不同之处:
一、在研究对象方面
经典控制理论的控制对象主要是较为简单的单输入-单输出线性定常控制系统。无法表示时变系统、非线性系统和非零初始条件下的线性定常系统。
现代控制理论相对于经典控制理论,应用的范围更广。现代控制理论采用的是时域的直接分析方法,能对给定的性能或综合指标设计出最优控制系统。
二、在数学模型方面
经典控制理论主要采用常微分方程、传递函数和动态结构图,仅描述了铅悄橡系统的输入和输出之间的关系,不能描述系统内部结构和处于系统内部的变化,且忽略了初始条件。不能对系统内部状态的信息进行全面的描述。
现代控制理论的数学模型通常是状态空间表达式或状态变量图来描述的,这种描述又称为系统的“内部描述”,能够充分揭示系统的全部运动状态。
三、在应用领域方面
经典控制理论主要用于解决工程技术中的各类控制问题,尤其在航空航天技术、武器控制、通信技术等方面。
现运升代控制理论考虑问题更全面、更复杂,主要表现在考虑系统内部之间的耦合,系统外部的干扰,但符合从简单到复杂的规律。可以说自动控制应用领域遍及众多的科技和生活方面。