控制论

　　控制论是研究生命体、机器和组织的内部或彼此之间的控制和通信的科学。控制论的建立是应用数学史上令人注目的大事。1948年，诺伯特·维纳出版了跨时代著作《控制论》，开辟了崭新的研究领域。
　　控制论的核心问题是信息，包括信息提取、信息转播、信息处理、信息存储和信息利用等一般问题。控制论的研究对象是一切可控系统。控制论的数学基础就是用吉布斯统计力学来处理控制系统的数学模型。
　　就其理论基础而言，控制论大体经历了经典控制理论、现代控制理论和非线性控制理论这三个阶段。经典控制理论由维纳创立，其形成、发展与广泛应用的时间大致在1948—1957年。经典控制理论以反馈为核心，把具有单一输入和单一输出的线性自动调节系统作为主要研究对象，研究的主要内容是自动调节系统的稳定性，所采用的数学模型则以传递函数描述，分析、综合调节系统的主要方法是频域法(即频率响应法)，所能达到的目的，基本是实现局部自动化。
　　现代控制理论是于20世纪50年代末至60年代初在大量工程实践基础上逐渐形成，它由美籍匈牙利学者卡尔曼奠定，由卡尔曼及前苏联数学家邦德里稚金，美国数学家贝尔曼等发展。现代控制论的特点是用状态空间法或时域法研究控制系统，允许多输入、多输出；它按照概率性的最优准则来设计最优状态估计；即利用卡尔曼滤波；它的理想控制方案是使目标函数达到最优来设计的，因而和动态规划有密切关联。
　　现代控制理论大体包括：多变量控制、系统辨识、最优估计和最优控制等主要内容及自适应控制等问题。以现代控制理论进行系统设计，大大改善了系统的精度及技术经济指标，在许多部门被广泛应用。70年代以来，控制论工作者提出频率(经典控制论中着重用频率法研究控制系统)、时域(状态空间法)统一处理的新方法，将现代控制理论与经典控制理论融合，得到一些新方法，称之为大系统理论。这一新的领域是控制论与运筹学、信息论的结合。
　　非线性控制理论起源于70年代伯劳凯特等人将微分几何方法引入到控制问题中。由于大多数工程控制问题都是非线性的，它一提出来就受到诸多学者的注意。罗马大学教授依色多锐曾预言，这将会给控制论带来突破性进展。伯劳凯特提出的精确线性化理论近年来尤受注意。
　　现代社会的许多新概念和新技术往往与控制论有着密切的联系。1975年在布加勒斯特召开的第三届国际控制论与系统大会上以控制论与经济系统作为主体，确认了经济控制论这一新兴学科。与此同时，在西欧和日本、美国还出现了管理控制论。1978年在荷兰召开的第四届国际控制论与系统大会上以控制论与社会作为主题，确认了社会控制论这一独立的分支科学。1979年，中国控制论科学家宋健等人用控制论的思想和方法解决了人口发展趋势的中长期预报和最优控制等问题，创立了人口控制论。控制论的另一个重要分支——生物控制论(研究生物中的控制规律、信息传递和处理过程的科学)也取得长足进展。当前，包括我国在内的一些国家，正在从事自组织系统与其有关的神经元模型、感觉器官模型、脑模型等内容的研究以及医学控制研究，并取得了重大成果。控制论通过信息和反馈建立了工程技术与生命科学和社会科学之间的联系，因此控制论具有明显的跨学科性质。生产的安全管理也与控制论密切相关。
　　
　　——摘自《安全科学技术百科全书》（中国劳动社会保障出版社，2003年6月出版）
　　
　　
　　现代科学技术的一个新的边缘学科。研究技术装置、生物机体和人类组织等系统之中控制和通信一般规律的学科。它是自动控制、电子技术、无线电通讯、神经生理学、数理逻辑、统计力学等多种学科相互渗透的产物。控制论是研究复杂系统控制规律的科学，它体现了现代科学整体化的发展趋势，具有重要的方法论意义。1948年由美国数学家维纳创立，他发表的《控制论》一书是这门新学科的基础理论。控制论撇开对象的物质和能量的具体形态，撇开过程的物质或能量交换的方面，仅从生物机体和技术装置中控制的功能类比方面，研究对象和过程的各组成部分间信息的传送过程。由控制机构到被控制对象有控制信息输入，而从被控制对象到控制机构则有关于被控制对象的状况和控制信号执行过程的情报(即反馈信息)回报。这样，信息的传输与交换过程就形成了控制论问题的核心。控制论的出现表明，除了物质和能量交换过程以外，信息交换过程的研究已成为科学认识
　　的重要对象。
　　
　　——摘自《安全工程大辞典》（化学工业出版社，1995年11月出版）