控制理论和控制工程的发展与应用分析

刘春媛

摘要：在社会经济进步及发展的背景下，科学技术及计算机技术也得到了相应的发展。在这样的势态下，控制理论相关理论知识内容不断完善，并且控制工程科学开始涉及各行各业，为各大企业的发展奠定了坚实的基础。本文在分析控制理论与控制工程发展的基础上，进一步对控制理论与控制工程的具体应用进行探究，希望以此为相关学科的研究及发展提供有效依据。

关键词：控制理论和控制工程；发展；应用

控制理论虽然起源于英国18世纪的技术革命时期，但是却在二十一世纪被广泛应用。随着社会经济的不断发展，控制理论和控制工程被广泛的应用于相关工程企业当中。在本篇文章里，笔者不仅分析了控制理论和控制工程的发展，还探索了控制理论和控制工程的应用前景。

1 控制理论和控制工程的发展

社会经济的不断进步，带动着科学技术的发展。要想让科学技术得到完善和发展，就必须得到控制工程与控制理论的支持。如今，在计算机技术的发展前景下，控制理论和控制工程的发展可分为三个历史发展时期，分别是第一历史发展时期、第二历史发展时期、第三历史发展时期，在下文里，笔者针对控制工程和控制理论这三个历史发展时期进行分析探究。

1.1 控制理论和控制工程的第一历史发展时期

控制理论和控制工程的第一历史发展时期在20世纪40年代到20世纪60年代期间，在这第一历史发展时期中，掀起了一阵古典控制理论的热潮，该古典控制理论不仅解决了单输出问题，还解决了单输入问题。该古典控制理论是以传递函数特性分析法和频率特性分析法作为参考依据，对系统层面进行相关研究，控制理论主要研究的系统是线性系统。通过分析非线性系统不难发现，该系统所使用的分析法为相平面法，使用的个数一般不会超过两个，将该控制理论应用于系统的生产当中，可以有效地解决单输出和单输入等问题。

1.2 控制工程与控制理论的第二历史发展时期

控制工程与控制理论的第二历史发展时期在20世纪60年代到70年代期间，第二历史发展时期为空间技术的应用发展时期，在这一时期中，计算机技术和控制工程之间相互融合，并且控制工程的性能得到了优化。从而有限地实现了分析设计，除此之外，還促进了多输入、多输出和非线性等系统的完善，使控制模式得到更好的优化，是现代化控制工程与控制理论变得更加完善，更加科学。

1.3 控制工程与控制理论的第三历史发展时期

控制理论和控制工程的第三历史发展时期在20世纪70年代到当前，控制工程与控制理论得到了很好的完善，从而逐渐趋向成熟。不管是系统的整体设计，还是系统的结构方案，都显得非常的成熟，并且还能够完成协调处理和分解方法的相关理论性基础研究。智能控制相关理论是基于控制理论的基础上，进行进一步的开拓，让其完成了信息的传递以及控制，使得人们的活动更加便捷。目前，控制理论与及控制工程不仅具备有一个很好的发展前景，还具有一个非常好的应用前景。

2 控制工程与控制理论的应用

控制工程与控制理论的应用核心为：以控制最优为前提，充分满足控制理论和控制工程的相应约束条件，并且提出最优的控制方案，在性能指标极值范围内，使控制系统的系统性能做优化。在应用控制工程与控制理论的过程当中，经常会涉及到两大类研究策略，一种是PDI控制器，另外一种是Kalman滤波器；控制理论和控制工程在许多系统的实际应用中，通常都会使用这两种策略。为了能够让控制理论和控制工程在系统中的应用性更为稳定，可以运用线性模型来对其进行分析和证实，上述两种策略还可应用于非线性系统中。据相关研究表明，通过利用控制理论和控制工程，进一步对控制系统进行定量研究，最终实现对控制系统的全面解析。控制工程与控制理论不仅被运用于水槽内部水位控制系统，还被运用在电热器控制系统和温度器控制系统当中，使其实现自动化控制目标，使仪器能够充分发挥自身的作用。根据相关学者的研究表明，控制理论和控制工程的应用，不仅需要对其进行性质层面分析和结构层面分析，还需要对该控制系统的运行状态进行调控。在应用控制理论和控制工程的过程中，还需要重视应用反馈概念，利用反馈概念，最大程度智能化控制系统，使控制系统的系统性能得到提高。充分将控制工程与控制理论和系统融合，这样才能够提高系统运行的安全性和可靠性，才能让系统生产企业的经济效益得到保障。

3 控制理论与控制工程的具体探究

基于控制理论和控制工程应用当中，其核心内容是最优控制。在对最优控制进行研究的情况下，需充分满足相对应的约束条件，进一步将最优控制方案得出，进一步在获取性能指标最大值及最小值的基础上，使控制系统的性能指标达到最优效果。基于控制理论与控制工程应用过程中，还会涉及两类极具典型性的研究策略：其一为PDI控制器；其二为Ka1man滤波器。在诸多实际系统当中，这两种方法应用较为广泛，为了使投入应用的系统的稳定性得到有效实现，通常需要利用线性模型加以证实。从具体层面分析，上述两类方法还能够应用在非线性系统证明上，研究者对以控制理论及控制系统为基础的反馈机制加以利用，进一步进行定量研究便是结合了上述两类方法。从现实生活层面分析，对于控制理论与控制工程来说，在水槽内水位的控制利用较为广泛，同时在对电加热器温度的控制中也具有较为广泛的应用。其自动控制主要是对自动化的高度及温度测试仪进行了充分利用，进一步使测控目标得到有效实现。结合相关学者作出的研究，可以发现对控制理论进行应用，不但需要做好结构及性质层面的分析，还需要对系统运行状态加以调控。并且，反馈概念的应用也尤为重要，通过反馈主要使控制系统在很大程度上实现了工程智能化，工程智能化将进一步使工程相关系统的性能得到有效提升。除此之外，对于控制理论与控制工程来说，在应用方面是需要借助计算机技术及通信技术的。在充分融合计算机技术及通信技术的基础上，才能够为企业生产及系统运行的可靠性及安全性提供保障依据，进一步使经济效益及社会效益得到有效实现。

4 结语

在本篇文章中，笔者简单地分析了控制理论和控制工程的各个发展阶段，并且对控制理论和控制工程的应用进行探究。目前，控制理论和控制工程日趋成熟，基于通信技术与计算机技术的基础上，被运用在各种控制系统当中，令控制系统的运行变得更加安全以及可靠。笔者相信，随着控制理论和控制工程相关研究的不断深入，控制理论和控制工程会在相辅相成的基础上获得共同发展，最终起到推动社会经济稳定发展的作用