經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論的區(qū)別和聯(lián)系參考模板

1、1. 經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論的區(qū)別和聯(lián)系 區(qū)別： （1）研究對象方面：經(jīng)典控制系統(tǒng)一般局限于單輸入單輸出，線性定常系統(tǒng)。嚴(yán)格的說，理想的線性系統(tǒng)在實際中并不存在。實際的物理系統(tǒng)，由于組成系統(tǒng)的非線性元件的存在，可以說都是非線性系統(tǒng)。但是，在系統(tǒng)非線性不嚴(yán)重的情況時，某些條件下可以近似成線性。所以，實際中很多的系統(tǒng)都能用經(jīng)典控制系統(tǒng)來研究。所以，經(jīng)典控制理論在系統(tǒng)的分析研究中發(fā)揮著巨大的作用。 現(xiàn)代控制理論相對于經(jīng)典控制理論，應(yīng)用的范圍更廣?，F(xiàn)代控制理論不僅適用于單輸入單輸出系統(tǒng)，還可以研究多輸入多輸出系統(tǒng)；不僅可以分析線性系統(tǒng)，還可以分析非線性系統(tǒng)； 不僅可以分析定常系統(tǒng)，還可以分析時變系

2、統(tǒng)。 （2）數(shù)學(xué)建模方面：微分方程（適用于連續(xù)系統(tǒng)）和差分方程（適用于離散系統(tǒng)）是描述和分析控制系統(tǒng)的基本方法。然而，求解高階和復(fù)雜的微分和差分方程較為繁瑣，甚至難以求出具體的系統(tǒng)表達式。所以，通過其它的數(shù)學(xué)模型來描述系統(tǒng)。 經(jīng)典控制理論是頻域的方法，主要以根軌跡法和頻域分析法為主要的分析、設(shè)計工具。因此，經(jīng)典控制理論是以傳遞函數(shù)（零初始狀態(tài)下，輸出與輸入Laplace變換之比）為數(shù)學(xué)模型。傳遞函數(shù)適用于單輸入單輸出線性定常系統(tǒng)，能方便的處理這一類系統(tǒng)頻率法或瞬態(tài)響應(yīng)的分析和設(shè)計。然而對于多信號、非線性和時變系統(tǒng)，傳遞函數(shù)這種數(shù)學(xué)模型就無能為力了。傳遞函數(shù)只能反應(yīng)系統(tǒng)的外部特性，即輸入與輸出的

3、關(guān)系，而不能反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)部的動態(tài)變化特性。 現(xiàn)代控制理論則主要狀態(tài)空間為描述系統(tǒng)的模型。狀態(tài)空間模型是用一階微分方程組來描述系統(tǒng)的方法，能夠反應(yīng)出系統(tǒng)內(nèi)部的獨立變量的變化關(guān)系，是對系統(tǒng)的一種完全描述。狀態(tài)空間描述法不僅可以描述單輸入單輸出線性定常系統(tǒng)，還可以描述多輸入多輸出的非線性時變系統(tǒng)。另外狀態(tài)空間分析法還可以用計算機分析系統(tǒng)。 （3）應(yīng)用領(lǐng)域方面：由于經(jīng)典控制理論發(fā)展的比較早，相對而言理論比較成熟，并且生產(chǎn)生活中很多過程都可近似看為線性定常系統(tǒng)，所以經(jīng)典控制理論應(yīng)用的比較廣泛。 現(xiàn)代控制理論是在經(jīng)典控制理論基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，對于研究復(fù)雜系統(tǒng)較為方便。并且現(xiàn)代控制理論可以借助計算機分析和設(shè)計

4、系統(tǒng)，所以有其獨特的優(yōu)越性。 聯(lián)系：（1）雖然現(xiàn)代控制理論的適用范圍更多，但并不能定性的說現(xiàn)代控制理論更優(yōu)于經(jīng)典控制理論。我們要根據(jù)具體研究對象，選擇合適的理論進行分析，這樣才能是分析的更簡便，工作量較小（2）兩種控制理論在工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護、航空航天等領(lǐng)域發(fā)揮著巨大的作用。（3）兩種理論有其各自的特點，所以在對系統(tǒng)進行分析與設(shè)計時，要根據(jù)系統(tǒng)的特征選取和是的理論。2 / 3（4）所以熟識兩種理論，具體的問題具體分析，選取合適的理論研究不同的系統(tǒng)。隨著社會的發(fā)展，兩種理論對科技的進步發(fā)揮著巨大的推動作用。在實踐中，兩種理論也會得到發(fā)展和完善，并且促進新的理論的形成，智能控制理論就是個很好的例子。2.經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論所涉及的內(nèi)容 經(jīng)典控制理論：主要研究系統(tǒng)的動態(tài)性能，在時間和頻域內(nèi)來研究系統(tǒng)的“穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性、快速性”。所謂穩(wěn)定性是指系統(tǒng)在干擾信號的作用下，偏離原來的平衡位置，當(dāng)干擾取消之后，隨著時間的推移，系統(tǒng)恢復(fù)到原來平衡狀態(tài)的能力。準(zhǔn)確性是指在過度過程結(jié)束后輸出量與給定的輸入量的偏差。所謂快速性是指當(dāng)系統(tǒng)的輸入量和給定的輸入量之間產(chǎn)生的偏差時，消除這種偏差的快慢程度。 現(xiàn)代控制理論：