自动控制原理的国内外的研究现状

自动化科学作为一门学科起源于 20 世纪初，自动化科学与技术的基础理论来自于 物理等自然科学和数学、系统科学、社会科学等基础科学。自动控制理论在现代科学 技术的发展中有着重要的地位，起着重要的作用。在第 40 届 IEEE 决策与控制年会的 全会开篇报告中，美国学者 John Doyle 教授引用了国际著名学者，哈佛大学的何数奇 教授的新观点：“控制将是 21 世纪的物理学”。
自动控制系统的早期应用可以追溯到两千多年前古埃及的水钟控制与中国汉代的 指南车控制，但当时未建立起自动控制的理论体系。1769 年，英国科学家 James Watt
设计的内燃机引发了现代工业革命，1788 年 Watt 为内燃机设计的飞锤调速器会出现 震荡现象，所以后来出现了 Maxwell 对微分方程系统稳定性的理论研究，他指出线性 系统稳定的条件是其特征根均有负实部，Roth 和 Hurwitz 等人提出了间接的稳定判据，
使得高阶系统稳定性判定成为可能。控制器的设计问题是由 Minor sky 在 1922 年开始 研究的，其研究成果可以看成是现代广泛应用的 PID 控制器的前身，而 1942 年，Ziegler 和 Nichols 提出了调节 PID（Proportion Integration Differentiation，比例积分
微分）控制器参数的经验公式方法，此方法对当今的 PID 控制器整定仍有影响。

自动控制理论是自动控制技术的理论基础，是一门理论性较强的科学。按照自动
控制理论发展的不同阶段，自动控制理论一般可分为“经典控制理论”和“现代控制 理论”两大部分。
20 世纪中叶，由于自动控制技术的发展，逐渐形成并日臻成熟了“经典控制理论”。
这些理论主要是以传递函数为基础，研究单输入单输出自动控制系统的分析和设计问 题。采用的方法主要是微分方程分析法、根轨迹分析法和频域分析法。这些方法对控 制系统的分析设计和运行发挥了重要的作用，并积累了丰富的经验，成功地解决了一 系列以输出反馈为主要控制手段的自动控制问题。
20 世纪 60 年代开始，由于生产的发展，自动控制系统日趋复杂、规模日趋庞大， 特别是空间技术的发展，使自动控制理论有了一次新的飞跃，逐渐形成了“现代控制
理论”。这些理论主要是以状态空间法为基础，研究多输入多输出及变参数、非线性控 制系统的分析设计问题。
近年来，由于计算机技术的迅猛发展和应用数学研究的进展，特别是一些新型控
制技术，诸如最优控制、自适应控制、预测控制、模糊控制、人工神经网络控制、鲁 棒控制等的出现，使自动控制理论又有了日新月异的发展。目前主要是庞大的系统工 程的基础上发展起来的大系统理论和在模仿人类智能活动的基础上发展起来的智能控 制方面，都取得了许多重大进展。
“经典控制理论”和“现代控制理论”是自动控制理论发展的两个阶段，但它们 又是相互联系，相互促进的。“现代控制理论”不能看成是“经典控制理论”简单的延
伸和推广，在所采用的数学工具、理论基础、研究方法、研究对象等多方面有着明显 的不同，可以说是一次质的飞跃。但是，这并不意味着这两种方法原理截然分离。特 别是在解决实际工程问题中，许多用经典理论控制解决的问题，同样可以用现代控制
理论从方法上看更加完备或结果更强，但是，经典控制理论简洁实效的分析方法和控 制方式，往往是现代控制理论难以实现的。也就是说，它们又有很强的互补性。现代 科学技术的发展和生产技术的提高，为经典和现代控制理论的发展及应用都提供了广
阔的前景。
系统的频域分析技术是在 Nyquist、Bode、Nichols 等进行的早期关于通信学科的 频域研究工作的基础上建立起来的，Harris 于 1942 年提出的传递函数概念将通信学
科的频域技术移植到了控制领域，构成了控制系统频域法理论研究的基础。Evans 在
1946 年提出的线性反馈系统的根轨迹分析技术是那个时代的另一个里程碑，在这些成 果的基础上诞生了第一代控制理论——经典控制理论。
前苏联学者 Portraying 于 1956 年提出的极大值原理、美国学者 Bellman 的动态 规划和美国学者 Kalmar 的状态空间分析技术开创了控制理论研究的新时代，这三个代 表性成果构成了第二代控制理论——即当时所谓的“现代控制理论”的理论基础。在

那个时期以后，控制理论研究中出现了线性二次型最优调节器、极点配置状态反馈、
最优状态观测器及线性二次型 Gauss 问题的研究，并在后来出现了引入回路传输恢复 技术的 LQG（Linear Quadratic Gaussian，线性二次高斯）控制器。
控制的对象和过程自动地按照预定的规律运行。例如使导弹能够命中目标；宇宙
飞船准确地登上月球，并按预定的时间与地点返回地球；机床能够自动加工出符合一 定形状与精度的零件；机器人能按一定的规律进行某种操作；化学反应器在一定的压 力、温度所谓自动控制，就是在没有人直接参与的情况下，通过自动控制装置使被下 反应并生产出合格的产品等，都离不开自动控制理论与自动控制技术的发展。自 20 世纪 40 年代以来自动控制应用的领域越来越广泛，除了在航天航空技术、军事装备及 部门、工业生产过程中，自动控制技术起着特别重要的作用外，目前大至世界及国家 政治经济管理、能源控制、医疗卫生、地区规划、交通运输，小至人的日常生活，都 离不开自动控制理论及自动控制技术的应用。

一直对党的思想理论有一种十分强烈的信仰和热情，而同时或许更多的是思考与忧虑，因为我（或许是杞人忧天般的）感觉到我们的广大党员中并扩展到广大的人民中存在那么一种或大或小的对思想理论的信仰危机。神户大学的季卫东教授说：“现代法治秩序需要制度信仰，而具有批判合理主义精神并且了解到假想现实的人们却难以再次把这种信仰树立起来。今天我们在讨论法治国家的建设时，不应也不能讳言在经过法律虚无主义洗礼后的人们当中有那么一个信仰危机。”虽然这说的是法治方面的对信仰危机的思考，但是当我们审视我们周围经历了市场经济浪潮猛烈冲击的人们，我们的同志们、老师们、同学们，总觉得没有那么足够乐观的感觉来伴随我们思考“所有人对党的思想理论是否真学、真信、真用”这一问题。
　　而从生活中走来，出现在媒体中的方永刚同志的事迹分明给我们带来了许多信心。诚如他的事迹介绍所总结的一样：他具有着深入学习党的理论、孜孜不倦追求真理的执着精神，坚定信仰党的理论、矢志不渝一以贯之的革命精神，积极传播党的理论、呕心沥血履职尽责的奉献精神，模范践行党的理论、真学真用立言立行的务实精神。他所表现出来的精神品质无疑是指引我们前进的一盏极具光亮的明灯。
　　但是，或许我们应该换一换学习先进人物精神品质的思维。一般情况下，我们中很多人肯定和学习先进人物时更多的表现为抬头仰望和为学而学；而实在地，我们肯定他们只是要让他们的自然光更耀眼些，而学习他们根本是要学以致用，进而达到他们、超越他们，去追寻更远更亮的明灯，去实现更高和最高的理想。我们可以清楚的知道，明灯会和太阳一样永恒下去，但任何一盏明灯都很难同时明确告诉你具体该怎样走向它，但也不代表我们不能发现其内涵的方法和途径。仔细的研究方永刚这盏明灯，我们或许会得到更大的触动：他让我们看到了理论本身的活灵活现与光芒四射，更坚定了我们对思想理论的强大生命力的信心；也让我们更深刻的认识到实践不是对理论的逃避，实践是在生于斯的创新科学理论指导下求真务实的服务人民并转而发展理论的。在自觉地深入学习、坚定信仰、积极传播并模范践行党的创新理论的过程中，他呈现给我们一个理论与实践的完美结合点。要学习方永刚，我们就必须学习他融合理论与实践的智慧与情愫，务实地发扬和践行党的创新理论，脚踏实地地归于实践并以实践反哺理论。从某种程度上讲，这才是他作为我们学习的楷模的最大价值所在。实际上，理论与实践是对党的事业的最简单易懂而又不失准确的概括。
　　要真正的学习方永刚同志，学以致用，我们还必须再转换一下思维。从表面上看来，“党的理论工作者”这一身份是方永刚和党的理论亲密接触的保障，使命和责任使然，仿佛也是他能够做到“真学、真信、真用”的有利条件。其实这些表象上的认知并没有什么明显的逻辑错误，但正是这种表象的合理性，在很多事关理论学习方面给了我们许多的勇气去为自己证明“理论的相对高远”和“实践的相对实在”，同时也使得这一证明具有了合理性、正确性。而只要稍微深刻地思考一下，我们就很容易在思维上有这样一个顿悟，如此清晰：从本质上讲，我们都是党的理论工作者，而这并不意味着我们所有人都要集中精力钻研理论，理论是属于我们所有共产党人的理论，是属于人民大众的理论，理论的内在科学性、先进性和对社会实践进行指导的正确性才应该是而实际上也是我们不能离开和放弃党的先进理论的根本原因。方永刚说：“党的创新理论有魅力,我讲课才能有说服力。”也就是说党的先进的创新理论的有魅力是作为前提条件客观存在的，然后才有我们这些所有的理论工作者、才有方永刚这样的有所专攻的理论工作者去展示它的魅力。这个思维转换的重要性在于，忠诚的我们都有那么一种义不容辞的责任和使命去融合理论与实践进而繁荣党的事业。
　　思维的转换和调整最终要落实在实际的行动中。在研究方永刚同志的事迹时，我们不妨放声问问，为什么所谓的灰色理论在方永刚那里却四季常青？为什么普通百姓给他“平民教授”、“大众学者”、“‘科普’专家”的赞誉？如果我们每个广泛意义上的理论工作者都可以做个“大众学人”或者合格的服务大众的党员，那将是一番怎样的景象？其实这里是一个关于如何融合理论与实践的态度和方法问题。党的理论是从人民群众的实践中总结出来的，是为造福人民群众的。“理论只要回到人民群众的实践中去，就和实践一样是常青的。”所谓“从群众中来，到群众中去”。有了理论与实践的这种客观存在的内在的密切联系为基础，我们就有条件成为理论与实践的结合点，成为理论与实践之间的桥梁。在具体工作时我们需要有两种态度，一是要对党的思想理论充满感情；二是要抱着一切为了满足人民群众的需求的态度关注时代、贴近生活、讲求实效。而只要我们用智慧去想去琢磨的话，具体的方法有很多，诸如以理说服受众，以情打动受众，使我们的工作目标与理论的终极目标融为一体；用通俗易懂的语言，喜闻乐见、生动活泼的方式，当党的理论的“政治翻译”；等等。
　　方永刚说过，“真理并非完全理性的，而是有感情的，这种感情体现在与民生的结合上，为人民谋利益，广大群众就欢迎它、拥护它、接受它。”我们每一个共产党人学得真理更要传播真理，真理属于我们更属于人民大众。想象一下，如果有一天，马克思主义的经典理论和我们党的创新理论也像那《论语》一样，在每一个人心中都变得那样亲近和自然，那时候我们正在进行一场多么空前绝后的伟大实践！
申请入党的人或党员为了使党组织了解自己的思想情况，自觉地争取党组织的教育和监督，定期用书面形式向党组织汇报自己的思想，这就是思想汇报。思想汇报主要是写自己的思想情况，当然也涉及到工作和学习。具体内容根据每个人的不同情况而定，一般包括如下内容：
　　（1）对党的基本知识、马克思主义的基本理论的学习有所收获，便可以通过思想汇报的形式，将学习体会、思想认识上新的提高及存在的认识不清的问题向党组织说明；
　　（2）对党的路线、方针、政策或一个时期的中心任务有什么看法，可以在思想汇报中表明自己的态度，阐明自己的观点；如果参加了重要的活动或学习了某些重要文章，可以把自己受到的教育写给党组织。
　　（3）遇到国内外发生重大政治事件时，则要通过学习提高对事件本质的认识，旗帜鲜明地向党组织表明自己的立场；
　　（4）在自己的日常生活中遇到了个人利益同集体利益、国家利益发生矛盾的问题，可以把自己有哪些想法，如何对待和处理的情况向党组织汇报；
　　（5）写当前的思想状况和存在的问题。写自己要求进步的决心和信心。
　　为了使党组织对自己最近的思想情况有所了解，就要把自己的思想状况，有了哪些进步，存在什么问题以及今后提高的打算等写清楚……
　　在思想汇报的最后部分，可写上自己对党组织的请求和希望，如希望党组织加强对自己的培养和教育，指出今后的努力方向等等。
　　向党组织汇报，要忠诚老实，有什么就写什么。要敢于写出自己的缺点，不要担心把真实思想亮出来会影响党组织对自己的看法。一个同志敢于亮出自己的缺点、毛病，这正说明他胸怀坦白、追求真理，是有觉悟的表现。
　　写思想汇报有三忌。一忌说假话，不汇报真实的思想。有的同志不愿汇报自己某些认识不清或不正确的想法，怕党组织认为自己落后，这实际上是十分有害的。事实上，组织上对确定为发展对象的入党积极分子是从多方面进行考察的，并不只看你写的如何。不向组织汇报真实思想或有意歪曲自己的本意，可能会使组织感到你言不由衷，言行不一，或因为不了解你的真实思想而不能得到组织上的有效帮助。二忌言之无物，缺乏实际内容。有的同志不知道如何向党组织汇报思想，或事无巨细，抓不住重点；或只谈学习体会，不结合思想工作实际；或光表决心，而缺乏实际内容，等等，这些都是不全面的。三忌忽冷忽热，不能持之以恒。有的同志被确定为计划发展对象时，向党组织汇报思想很勤，觉得自己没有可能被吸收或有其他想法时，又很长时间不向党组织汇报思想，这会影响本人的进步。
　　格式一般如下：
　　1．标题：居中写“思想汇报”。
　　2．称谓：即申请人对党组织的称呼，一般写“敬爱的外语系第一（二、三）学生党支部”。顶格书写在标题的下一行，后面加冒号。
　　3．正文。
　　4．结尾。要署名和注明申请日期。一般居右书写“申请人：××××××××班×××，”，下一行写上“××××年×月×日”。
　　5、用三百稿纸和钢笔书写。
　　6、另外，为方便整理，请用铅笔在申请书首页右上角写上班级、学号、姓名

其实是一样的，desiredoutputresponse只是input的一种。我们在系统中给出的输入有时候就是我们系统输出的目标值，这只是一个具体的实例。例如：一个电机控制系统，我们的输入就是电机的目标转速。当然就是desiredoutputresponse啦

胡蒋军述工艺水平、管理水平、人与人之间的关系如此滥、罪、恶，啥子理论都是假的，空虚的。