分散控制是把大系统划 分为若干个子系统后分 别进行控制
DCS是将若干台微机分 散应用于过程装置，全 部信息通过通信网络由 上位计算机监控，实现 最优化控制
专家系统 模糊控制 神经网络控制
根据人们在某一领域内 的知识,经验和技术而 建立的解决问题和做决
策的计算机软件系统，
它能对复杂问题给出专 家水平的结果
大系统理论：关于大系统分析和设计的理论
大系统的特征：规模庞大,结构复杂,目标多样,影 响因素众多,且常带有随机性的系统
包括大系统的建模，模型降阶，递阶控制和稳定 性等内容
随着生产的发展和科学技术的进步，出现了许多 大系统，如电力系统，城市交通网，数字通信网， 生态系统等
这些系统由于规模庞大，结构复杂，造成系统内 部各部分之间通信的困难，提高了通信的成本， 降低了通信的可靠性
1，经典（自动）控制理论 2，现代控制 2，起步阶段 3，发展阶段 4，标志阶段
到十八世纪，自动控制 技术逐渐应用到现代工 业中，其中最卓越的代 表是瓦特发明的蒸汽机 离心调速器
1868年，J.C.Maxwell提出了简单的稳定性代数 判据
原有的控制理论，都是建立在集中控制的基础上， 即认为整个系统的信息能集中到某一点，经过处 理，再向系统各部分发出控制信号
递阶控制理论
多级结构：在对分散的 子系统实行局部控制的 基础上再加一个协调级， 去解决子系统之间的控 制作用不协调的问题
分散控制理论：分散控 制有多个控制站，每个 控制站是控制系统的一 个部分，称为子系统
飞船的软着陆
研究对象 研究方法 研究工具 设计方法 其他
经典控制理论 单输入单输出系统
现代控制理论 多输入多输出系统
传递函数（外部描述法）
状态空间法（内部描述）
拉普拉斯变换
线性代数矩阵
PID控制和校正网络
状态反馈和输出反馈
频率法的物理意义直观，实用， 难于实现最优控制
主要解决单变量系统的反馈控制
易于实现实时控制和最优 控制
发展方向：
将模糊控制与各种只能优化算法相结合，如遗传 算法，模拟退火算法，粒子群优化算法等
深入分析模糊系统的结构特征及逼近精度，建立 一套完整的理论
人工神经网络是由大量 处理单元互联组成的非 线性，自适应信息处理 系统。
它是在现代神经科学研 究成果的基础上提出的。 试图通过模拟大脑神经 网络处理，记忆信息的 方式进行信息处理
1954年，我国著名科学家钱学森将控制理论应用与工 程实践，出版了《工程控制论》
现代控制理论的产生背景
现代数学，例如泛函分析，现代代数等，为控 制理论提供了多种多样的分析工具；
数字计算机为现代控制理论发展提供了应用平 台，计算机的飞速发展，推动了核能技术，空间 技术的发展，从而出现了多输入多输出系统，非 线性系统和时变系统
主要解决多变量系统的优 化控制
大系统理论
代表控制理论向广度方向发展。由工程技术大系统， 向社会经济大系统,生物生态大系统发展，由狭义的 控制，向广义的控制领域发展，包括：调节,控制,管 理,指挥等。 智能控制理论
代表控制理论向高度方向发展，提高控制系统的智 能水平。如：自寻优,自适应,自学习,自组织等方面 的智能水平
20世纪60年代初，出现 了运用逻辑学和模拟心 理活动的一些通用问题 求解程序，它们可以证 明定理和进行逻辑推理
1965年，F.A.费根鲍姆 等人研制了世界上第一 个专家系统dendral， 可以推断化学分子式
专家系统的意义：
它能模仿人类专家解决特定问题时的推理过程， 因而可供非专家们用来增进问题解决的能力，也 可使专家知识获得普遍的应用
1956年，庞德里亚金提出了极大值原理
1957年，贝尔曼（Bellman）提出了动态规划
1959年，卡尔曼（Kalman）和布西创建了卡尔 曼滤波理论；1960年在控制系统的研究中成功地 运用了状态空间法，并提出了可控性和可观性的 概念
到20世纪70年代，系统辨识，最优控制，离散时 间系统和自适应控制的发展大大丰富了现代控制 理论的内容
专家系统的工作过程：
用户通过人机界面回答系统的提问，推理机将 用户输入的信息与知识库中各个规则的条件进行 匹配，并把被匹配规则的结论存放到综合数据库 中。最后专家系统将得出最终结论呈现给用户
发展背景： 现代工业的特征：
复杂性：系统结构和参数的高维，时变，高度非 线性 不确定性：系统内部的未知和不确定的因素 高标准的性能要求 模糊控制的特征： 不需要对象的精确数学模型，而要求有关的控制 经验知识；鲁棒性强
人工神经元是对生物神 经元的一种模拟与简化， 是神经网络的基本处理 单元
如图为一种简化的人工 神经元结构，它是一个 多输入，单输出的非线 性元件
系统辨识是根据系统的 试验数据来确定系统的 数学模型，必须存在实 际系统的输入输出数据。
系统辨识是为已经存在 的系统建立数学模型
辨识三要素：数据，模 型类和准则。辨识就是 按照一个准则在一个模 型类中
最优控制是现代控制理 论的核心，它研究的主 要问题是：在满足一定 约束条件下，寻求最优 控制策略，使得性能指 标取极大值或极小值
1895年，Routh和Hurwitz各自提出了两个著名 的稳定性判据——劳斯判据和赫尔维兹判据
1932年，Nyquist提出了频域响应法 1948年，Evans提出了根轨迹法
建立在Nyquist的频率响应法和Ewans的根轨迹 基础上的理论，称为经典控制理论
1948年，控制论奠基人Weiner出版了《控制论——关 于在动物和机器中控制与通讯的科学》
定义：利用模糊数学的基本思想和理论的控制方 法
发展背景：
1956年，美国系统论专家Zadeh教授创立了模糊 集合论，提供了处理模糊信息的 工具
1974年，英国学者Mamdani首次将模糊理论应 用于工业控制（蒸汽机的压力和速度控制）
局限性：
整个过程是“定义”出来的。当然每一种“定义” 都有其优势或者缺陷，但我们无法用某个指标来 评论它。而且这些“定义”会带来不同的结果， 是得一般理论分析很难进展下去