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還有下面要上的是尼可爾斯(Nichols),我們下面還要提一下的,尼可爾斯提出PID的整定法,大家現(xiàn)在學(xué)控制的可能都知道。PID整定法是尼可爾斯在二十世紀(jì)40年代提出來的,他這人很有才能,他想辦法把PID調(diào)出來,想辦法參數(shù)應(yīng)該怎么整定,需要用模擬機(jī)。當(dāng)時(shí)美國一臺(tái)模擬機(jī),當(dāng)時(shí)的模擬機(jī)叫微分分析儀,麻省理工學(xué)院的。這個(gè)模擬機(jī)的制造人是誰呢?就是剛才說的,當(dāng)時(shí)是維布什(Vannevar Bush),后來他是美國總統(tǒng)的科學(xué)顧問,原來就是搞自動(dòng)控制的,他設(shè)計(jì)了這個(gè)微分分析儀,現(xiàn)在叫模擬機(jī)。尼可爾斯(Nichols)就在這個(gè)模擬機(jī)上做了大量的仿真實(shí)驗(yàn),后列出來這個(gè)PID的整定表,50年過去了現(xiàn)在大家還在用。有一樣工作50年不變的就是尼可爾斯(Nichols)發(fā)明的這個(gè)PID整定表。這個(gè)是后的,戰(zhàn)爭結(jié)束以后,他們才把工作展現(xiàn)出來。這一本書呢,現(xiàn)在是一本經(jīng)典著作,我們國家剛解放的時(shí)候,這些資料都沒有,我們只能看到俄文的。俄文的是1953年翻譯出來的。
17控制論編輯
第二本要介紹的是錢學(xué)森的《工程控制論》。錢學(xué)森是1954年寫的書,當(dāng)時(shí)他在美國寫的書,我們這里也拿不到英文版,但是前蘇聯(lián)很重視,前蘇聯(lián)馬上把它翻成俄文。我們看到的前蘇聯(lián)是1956年把他的俄文,翻譯出來了,我們當(dāng)時(shí)看到的是俄文版,這是在大概二十世紀(jì)50年代形成過程里邊的幾個(gè)主要的過程,把經(jīng)驗(yàn)都總結(jié)出來。下一本是魯里葉(Lurie)的非線性的一個(gè)經(jīng)典著作,這個(gè)是1951年出版的魯里葉(Lurie)的那本書。魯里葉(Lurie) 在前蘇聯(lián)大概1944年他提出來,大家現(xiàn)在搞非線性可能都知道,提出來一個(gè)魯里葉問題,這個(gè)問題一直解決不了,他后來寫成書了,就是留著這問題。這個(gè)問題,開始到什么時(shí)候呢?我這里說一下這兩個(gè)風(fēng)格,英美的剛才大家已經(jīng)聽出來了,都是搞工程的人在搞控制,前蘇聯(lián)是應(yīng)用數(shù)學(xué)家跟力學(xué)家在搞控制,所以兩個(gè)起的作用都不一樣。他這本書1951年當(dāng)時(shí)是非常難看懂的,很難讀懂。這個(gè)工作,他提出來的魯里葉(Lurie)問題,一直到1960年才有人解決,提出來一個(gè)解決方案,大家可能知道的,就是波波夫(Popov)的穩(wěn)定性。后來就提出來超穩(wěn)定性,是解決的這個(gè)魯里葉(Lurie)問題。就是說這本書當(dāng)時(shí)二十世紀(jì)50年代,二十世紀(jì)40年代后期,50年代初的一些工作,一直影響到二十世紀(jì)60年代,而且還影響到目前一些非線性的理論工作,都是以他這個(gè)為基礎(chǔ)。
是整個(gè)在二十世紀(jì)40年代,前面的是個(gè)技術(shù)的發(fā)展過程,慢慢形成理論了。我習(xí)慣上用這么一個(gè)時(shí)間表來表示。50年代的時(shí)候,一般都叫經(jīng)典控制理論; 60年代叫狀態(tài)空間法,實(shí)際上就是狀態(tài)空間方法,但是呢,當(dāng)時(shí)的名稱,把它叫做現(xiàn)代控制理論了;后來70年代是現(xiàn)代頻域法,這么一個(gè)過程。接下來現(xiàn)在就是要說明一下狀態(tài)空間法,完了就叫現(xiàn)代控制理論。這個(gè)狀態(tài)空間法誰先提出來的呢?是剛才的第三本書,前蘇聯(lián)的這些學(xué)者。他們搞應(yīng)用數(shù)學(xué)、搞力學(xué)的,他們從來就是用的是狀態(tài)空間法。1960年卡爾曼把它介紹到英語,這個(gè)用英語來說是English speaking country ,就是說英語的國家里邊去,因?yàn)楸緛泶蠹叶疾恢溃柭莻€(gè)斯拉夫名字。他1960年的時(shí)候,他把狀態(tài)空間法介紹給美國。但是加上人為炒作,就把這個(gè)現(xiàn)代控制理論炒作得好像非常神一樣,當(dāng)時(shí)也有些人寄予希望也是比較大。這個(gè)就是發(fā)展了十年以后,就發(fā)現(xiàn)期望過大了,好像也只不過如此吧!有些問題你也沒解決了。所以那個(gè)時(shí)候,又有人回到頻域法,就是早50年代是頻域法,60年代狀態(tài)空間,70年代又回到頻域法。
當(dāng)然這個(gè)是螺旋上升的,就這個(gè)時(shí)候的頻域法就加了個(gè)名字,叫現(xiàn)代頻域法。實(shí)際上是螺旋上升,又回到頻域法。覺得頻域里邊來考慮設(shè)計(jì)問題還是比較恰當(dāng)?shù)模紤]一些設(shè)計(jì)要求,就出現(xiàn)了這個(gè)頻域法。正好在現(xiàn)代頻域法發(fā)展的這個(gè)勢頭上的時(shí)候,1981年有人寫文章說你這個(gè)沒有魯棒性,我們現(xiàn)在大家搞控制理論知道要魯棒設(shè)計(jì)。說你這個(gè)現(xiàn)代頻域法沒有魯棒性,當(dāng)時(shí)人家不信、不服,經(jīng)過80年代的論證,爭議慢慢形成。到1991年,就是現(xiàn)在的有人當(dāng)然是你可能這個(gè)術(shù)語不一定統(tǒng)一,有人把它叫做現(xiàn)代后控制理論,Postmodern control theory。我們現(xiàn)在就回過來看看,為什么說這個(gè)沒有魯棒性?這個(gè)要說到,我們從多變量系統(tǒng)來說,多變量系統(tǒng)實(shí)際上是多入多出系統(tǒng)。多變量不太恰當(dāng),輸入有好多個(gè),輸出有好多個(gè)。多變量里一個(gè)問題,叫做耦合,就是輸入輸出之間互相耦合。控制的時(shí)候,直觀的要求就是要解耦控制,解耦控制以后呢!就是這個(gè)1跟輸出1可以組成反饋系統(tǒng),這個(gè)2呢!跟輸出2可以組成反饋系統(tǒng),這個(gè)設(shè)計(jì)的時(shí)候就比較容易了。