小组任务之控制论.pptVIP

 系统论 信息论 控制论 旧三论之系统论 系统论——由美籍奥地利生物学家贝塔朗菲在1937年提出了一般系统论的初步框架，1955年专著《一般系统论》，成为该领域的奠基性著作。最初的系统论是由贝塔朗菲建立的关于生命组织的机体论发展来的，它把事物当作一个整体或一个系统来做研究，同时用数学模型来描述和确定系统的结构和行为。他针对系统论明确提出了系统观点、动态观点和等级观点，指出了一个系统保持动态稳定是系统向环境充分开放，获得物质、信息、能量交换的结果。系统论强调整体和局部、局部和局部、系统本身与外部环境之间互为依存、相互影响和制约的关系。 贝塔朗菲：美籍奥地利生物学家，一般系统论和理论生物学创始人。1937年提出了一般系统论的初步框架，1945年在《德国哲学周刊》18期上发表《关于一般系统论》的文章，但不久毁于战火，并未引起注意。1955年专著《一般系统论》成为该领域的奠基性著作。1972年发表《一般系统论的历史和现状》，把一般系统论扩展到系统科学范畴。 1952年发表抗体系统论，60年代提出应用开放系统于生物学研究的概念、方法和数学模型等，对系统生物学起到了奠基作用，并导致了系统生态学、系统生理学的学科体系发展。 旧三论之信息论 信息论——由美国数学家香农1948年10月发表于《贝尔系统技术学报》上的《通信的数学理论》为研究的开端。它是应用概率论和数理统计的数学方法，从量的方面来研究系统的信息是如何获取、加工、处理、传输和控制，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。信息论将信息的传递作为一种统计现象来考虑，给出了估算通信信道容量的方法。信息论主要研究的两大领域是信息传输和信息压缩。 克劳德·香农：美国著名数学家，信息论和数字通信时代的奠基人。两大贡献为：信息论、信息熵的概念，符号逻辑和开关理论。1948年香农的《通信的数学理论》成为了信息论正式诞生的里程碑，在他的数学模型中清楚的提出了信息的度量问题，并得到了著名的计算信息熵H的公式。 诺伯特·维纳（1894~1964） 美国数学家，控制论创始人。曾先后涉足哲学、数学、物理学和工程学，最后转向生物学，并在各个领域都取得了丰硕成果。一生发表论文240多篇，著作14本。主要著作有《控制论》（1948）、《维纳选集》（1964）和《维纳数学论文集》（1980）。维纳对科学发展所做出的最大贡献是创立控制论，这是一门以数学为纽带，把研究自动调节、通信工程、计算机和计算技术以及生物科学中的神经生理学和病理学等学科共同关心的共性问题联系起来而形成的边缘学科。 旧三论之控制论 控制论是美国著名数学家维纳同他的合作者为适应近代科学技术中不同门类相互渗透与相互融合的发展趋势而提出的。它创造性的摆脱了牛顿经典力学和拉普拉斯机械决定论的束缚使用了新的统计理论来研究系统的运动状态、行为方式和变化趋势的各种可能性。控制论是用于研究系统的状态、功能、行为方式及变动趋势，怎样控制系统的稳定，如何揭示不同系统的共同控制规律，怎样使系统按预定目标运行的技术科学。 控制论的发展过程 20世纪50年代末期以前： 经典控制论阶段 50年代末期至70年代初期： 现代控制论阶段 70年代初期至现在： 大系统理论阶段 经典控制论阶段 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、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，为现代控制论的发展奠定了基础。它的研究重点是反馈控制，核心装置是自动调节器，主要应用于单机自动化。 现代控制论阶段 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。 大系统理论阶段 大系统理论阶段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中的多级递阶控制、分解-协调原理、分散最优控制和大系统模型降阶理论等。 控制论的三个基本部分 1. 信息论：主要是关于各种通路（包括机器、生物机体）中信息的加工传递和贮存的统计理论。 2. 自动控制系统理论：主要是反馈论，包括从功能的观点对机器和物体中的调节和控制的一般规律的研究。 3. 自动快速电子计算机的理论：即与人类思维工程想似的自动组织逻辑工程的理论。 控制论的基本内容 最优控制理论：通过数学方法，科学、有效地解决大系统的设计和控制问题，强调采用动态的控制方式和方法，以满足各种多输入和多