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但是解耦設計是個什么概念?解耦設計實際上要求輸入輸出之間的關系,我1控制1,2控制2,用我們的術語來說這是響應特性,并不表示我的反饋系統(tǒng)有些什么特點,有些什么要求。但是,我看到國內有些雜志,有人對這個觀點還不太同意,大家可能以后會接觸到。你用的時候要跟下面的一個實際物理系統(tǒng)是連接,實際物理系統(tǒng)跟你數(shù)學模型總有點不一樣。假如我只允許你只能在我這樣的數(shù)學方程式下,系統(tǒng)是好的,那你沒用的,你做出來系統(tǒng)不能用。我們的設計要允許這兩個有差別,這個允許差別就叫有魯棒性,所以魯棒性不是我們一般數(shù)學上的問題。就是實際上提出來的問題,就是解決你這個設計到底能不能用的問題。所謂我有魯棒性,就是你的設計允許有這個差別,允許有不確定性,你在紙面上設計的系統(tǒng)做成控制器以后,到實際上用,照樣有這個性能,這才叫你的設計具有魯棒性。所以這個魯棒性的概念就是80年代提出來的,逐漸形成了我們現(xiàn)在說的現(xiàn)代后控制理論。一個經(jīng)典控制理論,現(xiàn)代控制理論,后邊現(xiàn)代后控制理論,這個里邊研究對象不一樣,一個傳遞函數(shù),一個狀態(tài)空間模型。研究內容呢,我們講現(xiàn)在我們談的是奇異值、魯棒穩(wěn)定性的問題,在前面的經(jīng)典的控制理論里邊,是講帶寬、講裕度,現(xiàn)代控制理論里邊是特征值、方差和范數(shù),這些是在LQG,都是屬于現(xiàn)代控制理論的范疇,用的實際計算工具呢,就伯德(Bode)圖、奈奎斯特圖、尼可爾斯圖。
他在那本1947年麻省理工學院出的教材里邊,提出來介紹這個尼可爾斯圖,這個尼可爾斯圖從40年代到現(xiàn)在,也是有50年了。尼可爾斯50年前提出來的PID整定表,提出來設計用的尼可爾斯圖。50年后的今天還在用,還在用它來做設計,可見到他這個人的水平。為了紀念這個尼可爾斯,從1996年開始,自動控制聯(lián)合會,就是IFAC(國際自動控制聯(lián)合會),專門設立了一個尼可爾斯獎,專門獎給設計上做出貢獻的人。1996年給過一個獎,1999年給過獎。每三年IFAC開會的時候評審一次,就知道這個尼可爾斯這個作用了。所以大家再要有機會的話,能看到他早的這本書實際上是經(jīng)典著作。
現(xiàn)代控制理論用黎卡提方程。我們現(xiàn)在用的,現(xiàn)代后控制理論里用的是線性矩陣不等式,線性矩陣不等式的解法都是用MATLAB的軟件來解的,所以整個計算工具,就是我們考慮的對象、研究內容等等都出現(xiàn)了變化。所以有人把它叫做現(xiàn)代后控制理論,我們今天主要把這個過程,怎么從個別的技術后形成一門學科?這個學科分成幾個階段?給大家介紹了一下。
這個就是我主要介紹的一些內容,我這里要說的就是這里邊包括一些年份,有些事實。譬如說他做了夢,這個都是有據(jù)可查的,不是我瞎說的。但是這里邊對人的評論,一些觀點可能就是我的,所以假如有說錯的希望大家批評指正。我主要介紹的內容就這些,謝謝大家。
提問:聽了您剛才的介紹,我有幾個地方想向您請問一下,請問王教授,您剛才介紹的是自動控制發(fā)展的歷程,那么就您個人的意見和看法,那么咱們自動控制的未來的發(fā)展方向,有可能是哪個方向?就培養(yǎng)我們這些學生而言,我們怎么樣提高自己自身素質來向這個方向來靠攏。
答:自動控制我比較是有這么一個觀點:你不能光從搞控制的人來說,我能想出一些方向,我就指給你往前走,我能解決你好多問題。我舉例子來說,瓦特的離心調速器,這個控制系統(tǒng)是先有調速器,先有調節(jié)系統(tǒng),為了提高精度,把這個球做大,做大了以后,系統(tǒng)不穩(wěn)定了,出了問題去解決它。就是說首先是技術推進它的,這是一個大方向,大家可能現(xiàn)在學理論,就是一些新的理論里邊,可能是優(yōu)控制吧,Pontryagin,中文叫龐特里亞金,龐特里亞金(Pontryagin)的那個極大值原理,到底怎么產(chǎn)生的,我倒想說說這個過程,所以就可能知道,我搞控制的人怎么搞。
龐特里亞金(Pontryagin)的那個
極大值原理,首先在1953年,前蘇聯(lián)開了一個自動控制會議,當時是一些搞工程技術的人員,提出優(yōu)控制,就是我們現(xiàn)在說的Bang-Bang(開關)控制。這個是有名的人,是費爾德鮑曼(A.A.Feldbaum)他提出的。龐特里亞金(Pontryagin)是數(shù)學家,他在控制會議上聽出點門道來了,他是數(shù)學所的,完了開完會以后,他把費爾德鮑曼請到他們數(shù)學所做講座,講他的優(yōu)控制。講座完了以后,1956年龐特里亞金(Pontryagin)的那個極大值原理就出來了。我就說他數(shù)學家先能把問題抽象出來,也跟剛才瓦特的離心調速器一樣,受到當時很多技術的影響,受到好多的一些知識的積累,各方面的知識積累,受到啟發(fā),才出來那個極大值原理。