控制理论(Control Theory)
德勒兹 控制论
德勒兹控制论
德勒兹控制论（Deleuze's Control Theory）是法国哲学家吉尔·德勒兹（Gilles Deleuze）提出的一种社会政治理论。
该理论于1990年代初开始发展，是对传统的权力和社会控制理论的批判和重构。
德勒兹控制论认为，传统的社会控制理论主要基于禁止、纪律和监管的方式，通过建立规则和制度来统治和管理社会。
然而，在当代社会，信息科技、全球化和新媒体的出现，导致了权力的变异和社会关系的复杂性。
德勒兹控制论认为，传统的禁止式的控制已经变得不再有效，社会中的控制机制已发生转变。
德勒兹控制论提出了几个关键概念：
1. 控制社会（Societies of Control）：德勒兹认为，当代社会不再是固定的禁止和纪律的社会，而是通过控制和操控来达到统治的目的。
这种控制是更加隐蔽、持续而流动的，并且通过全面的监视、管制和技术手段来实现。
2. 阀值（Threshold）：阀值是指个体或群体进入特定状态的点，它可以是信息系统中的某个节点，也可以是个人在社会中所处的位置。
通过触发阀值，控制力量可以实施更加精确和个性化的控制。
3. 可塑性（Plasticity）：控制论强调了个体的可塑性，即个体受到控制力量的影响，不断被塑造和改变。
个体在控制论中不再是单一和固定的，而是可变化和多样化的。
德勒兹控制论对社会政治的理论和实践提出了一种新的观点，强调了控制力量的变异性和复杂性。
它对于理解当代社会中的权力运行和社会关系具有重要的意义。
最优控制理论
最优控制理论最优控制理论（optimal control theory），是现代控制理论的一个主要分支，着重于研究使控制系统的性能指标实现最优化的基本条件和综合方法。
最优控制理论是研究和解决从一切可能的控制方案中寻找最优解的一门学科。
它是现代控制理论的重要组成部分。
简介这方面的开创性工作主要是由贝尔曼（R.E.Bellman）提出的动态规划和庞特里亚金等人提出的最大值原理。
这方面的先期工作应该追溯到维纳（N.Wiener）等人奠基的控制论（Cybernetics）。
1948年维纳发表了题为《控制论—关于动物和机器中控制与通讯的科学》的论文，第一次科学的提出了信息、反馈和控制的概念，为最优控制理论的诞生和发展奠定了基础。
研究内容最优控制理论所研究的问题可以概括为：对一个受控的动力学系统或运动过程，从一类允许的控制方案中找出一个最优的控制方案，使系统的运动在由某个初始状态转移到指定的目标状态的同时，其性能指标值为最优。
这类问题广泛存在于技术领域或社会问题中。
例如，确定一个最优控制方式使空间飞行器由一个轨道转换到另一轨道过程中燃料消耗最少，选择一个温度的调节规律和相应的原料配比使化工反应过程的产量最多，制定一项最合理的人口政策使人口发展过程中老化指数、抚养指数和劳动力指数等为最优等，都是一些典型的最优控制问题。
最优控制理论是50年代中期在空间技术的推动下开始形成和发展起来的。
苏联学者Л.С.庞特里亚金1958年提出的极大值原理和美国学者R.贝尔曼1956年提出的动态规划，对最优控制理论的形成和发展起了重要的作用。
线性系统在二次型性能指标下的最优控制问题则是R.E.卡尔曼在60年代初提出和解决的。
主要方法为了解决最优控制问题，必须建立描述受控运动过程的运动方程，给出控制变量的允许取值范围，指定运动过程的初始状态和目标状态，并且规定一个评价运动过程品质优劣的性能指标。
通常，性能指标的好坏取决于所选择的控制函数和相应的运动状态。
最优控制理论
对于越来越多的复杂控制对象，一方面，人们所要求的控制性能不再单纯的局限于一两个指标；另一方面，上述各种优化方法，都是基于优化问题具有精确的数学模型基础之上的。但是许多实际工程问题是很难或不可能得到其精确的数学模型的。这就限制了上述经典优化方法的实际应用。随着模糊理论、神经网络等智能技术和计算机技术的发展。 近年来，智能式的优化方法得到了重视和发展。 (1)神经网络优化方法 人工神经网络的研究起源于1943年和Mc Culloch和Pitts的工作。在优化方面，1982年Hopfield首先引入Lyapuov能量函数用于判断网络的稳定性，提出了Hopfield单层离散模型；Hopfield和Tank又发展了Hopfield单层连续模型。1986年，Hopfield和Tank将电子电路与Hopfield模型直接对应，实现了硬件模拟；Kennedy和Chua基于非线性电路理论提出了模拟电路模型，并使用系统微分方程的Lyapuov函数研究了电子电路的稳定性。这些工作都有力地促进了对神经网络优化方法的研究。 根据神经网络理论，神经网络能量函数的极小点对应于系统的稳定平衡点，这样能量函数极小点的求解就转换为求解系统的稳定平衡点。随着时间的演化，网络的运动轨道在空间中总是朝着能量函数减小的方向运动，最终到达系统的平衡点——即能量函数的极小点。因此如果把神经网络动力系统的稳定吸引子考虑为适当的能量函数（或增广能量函数）的极小点，优化计算就从一初始点随着系统流到达某一极小点。如果将全局优化的概念用于控制系统，则控制系统的目标函数最终将达到希望的最小点。这就是神经优化计算的基本原理。 与一般的数学规划一样，神经网络方法也存在着重分析次数较多的弱点，如何与结构的近似重分析等结构优化技术结合，减少迭代次数是今后进一步研究的方向之一。 由于Hopfield模型能同时适用于离散问题和连续问题，因此可望有效地解决控制工程中普遍存在的混合离散变量非线性优化问题。 (2)遗传算法 遗传算法和遗传规划是一种新兴的搜索寻优技术。它仿效生物的进化和遗传，根据“优胜劣汰”原则，使所要求解决的问题从初始解逐步地逼近最优解。在许多情况下，遗传算法明显优于传统的优化方法。该算法允许所求解的问题是非线性的和不连续的，并能从整个可行解空间寻找全局最优解和次优解，避免只得到局部最优解。这样可以为我们提供更多有用的参考信息，以便更好地进行系统控制。同时其搜索最优解的过程是有指导性的，避免了一般优化算法的维数灾难问题。遗传算法的这些优点随着计算机技术的发展，在控制领域中将发挥越来越大的作用。 目前的研究表明，遗传算法是一种具有很大潜力的结构优化方法。它用于解决非线性结构优化、动力结构优化、形状优化、拓扑优化等复杂优化问题，具有较大的优势。 (3)模糊优化方法 最优化问题一直是模糊理论应用最为广泛的领域之一。 自从Bellman和Zadeh在 70年代初期对这一研究作出开创性工作以来，其主要研究集中在一般意义下的理论研究、模糊线性规划、多目标模糊规划、以及模糊规划理论在随机规划及许多实际问题中的应用。主要的研究方法是利用模糊集的a截集或确定模糊集的隶属函数将模糊规划问题转化为经典的规划问题来解决。 模糊优化方法与普通优化方法的要求相同，仍然是寻求一个控制方案（即一组设计变量），满足给定的约束条件，并使目标函数为最优值，区别仅在于其中包含有模糊因素。普通优化可以归结为求解一个普通数学规划问题，模糊规划则可归结为求解一个模糊数学规划(fuzzymathematicalprogramming)问题。包含控制变量、目标函数和约束条件，但其中控制变量、目标函数和约束条件可能都是模糊的，也可能某一方面是模糊的而其它方面是清晰的。例如模糊约束的优化设计问题中模糊因素是包含在约束条件（如几何约束、性能约束和人文约束等）中的。求解模糊数学规划问题的基本思想是把模糊优化转化为非模糊优化即普通优化问题。方法可分为两类：一类是给出模糊解（fuzzysolution）；另一类是给出一个特定的清晰解（crispsolution）。必须指出，上述解法都是对于模糊线性规划（fuzzylinearprogramming）提出的。然而大多数实际工程问题是由非线形模糊规划（fuzzynonlinearprogramming）加以描述的。于是有人提出了水平截集法、限界搜索法和最大水平法等，并取得了一些可喜的成果。 在控制领域中，模糊控制与自学习算法、模糊控制与遗传算法相融合，通过改进学习算法、遗传算法，按给定优化性能指标，对被控对象进行逐步寻优学习，从而能够有效地确定模糊控制器的结构和参数
社会控制理论
社会控制理论（social control theory）亦称“社会键理论”。
解释人为什么不犯罪的理论。
美国犯罪学家T．赫希提出。
基本观点：人性本来就是恶的，每个人都有可能犯罪，犯罪是缺乏社会控制的产物。
T．赫希在《少年犯罪的原因》（1969）中认为，人是不道德的动物，每个人都有犯罪的自然倾向，故无需解释人为什么会犯罪，而应解释人为什么不犯罪。
认为人之所以不犯罪，是在社会化过程中形成各种社会控制机制（社会键）的结果。
社会键有四种成分：
（1）依恋，即个体对父母、学校和同辈朋友的感情依恋。
这种感情依恋越强烈，人就越不可能犯罪；
（2）奉献，即个体对传统的生活目标的追求。
若人渴望获得社会承认的、传统的成功，就不可能冒损害自己前途的危险去违法犯罪；
（3）参与，即参加传统的活动，如学术活动、体育运动等。
人若用全部的时间和精力参与传统的活动，就不可能进行违法犯罪活动；
（4）信仰，即对社会的道德、法律规范等的尊重。
人若尊重道德与法律规范，就不会出现违反这些规范的行为。
控制论控制理论
基本要求：希望同学们了解系统与控制理论思想的产生、发展与应用，掌握系统 控制中的最基本思想——反馈，掌握系统控制中几类典型问题的研究方法与实际 意义，并学以致用，探讨控制论在本专业具体实际中的应用。
力学与工程科学系黄琳院士等为了向全校本科生介绍系统与控制方面的知识， 专 门成立了通选课指导小组，除了由杨莹副教授主讲外，小组成员将帮助主讲教师 搜集材料，对具体讲解内容提出意见与建议，并随时欢迎同学们就感兴趣的问题 和我们进行交流。
Cybernetics and Control Theory
控制论
一、控制论产生的背景
社会背景 现代社会的生产和管理对于高度自动化水平的需要 社会一旦有技术上的需要，则这种需要就会比十所大学更能把科学
推向前进。
—— 恩格斯 直接原因
二战期间，维纳参加了火炮控制和电子计算机的研制工作。 1943年， 维纳、毕格罗和罗森勃吕特三人共同发表了《行为、目的和目的论》， 1948年维纳发表了著名的《控制论—关于在动物和机器中控制和通讯的科 学》，控制论诞生。
上课时间：每周二11－12节 上课地点：理教118 学时：34（1－17周） 学分：2
评分标准：平时表现（出勤与讨论）占总成绩25％，课后作业25％，实验10％ ，期末考试40％。
教材：Richard C. Dorf, Robert H. Bishop ，《现代控制系统》 (中文版) (Modern Control Systems)
输入
输出
五、控制论的主要分支
❖ 工程控制论
控制论在工程技术方面（机械的、电机的和电子的自动 控制系统）上的运用。又称自动控制理论，或简称控制 理论（control theory） 我国著名科学家钱学森1954年在美国出版了《工程
控制理论与控制工程
注3．研究生可在全校各专业范围内选课，所修课程一律视为选修课（非学位课）。
注4. 对于跨一级学科考入或以同等学力考入的硕士生，应当补修覆盖本学科的基础理论课程至少3门，并需要进行考试或考核，只记成绩不计学分。具体课程由导师指定。
七、实践环节
执行学校有关规定。
八、主要研究方向
1、复杂系统建模、控制与优化
2、智能控制、容错控制
3、过程监测、诊断与优化控制
4、复杂工业过程综合自动化
5、现代传感器技术与智能仪表
6、生产过程质量检测与控制
7、智能检测技术与自动化装置
8、嵌入式系统设计
(控制工程方向) 0206181401 计算机控制理论 32 2.0 春 0.8A+0.2C 0.6B+0.4D 电气 至少选
6学分 0206181402 智能控制 32 2.0 春 0.8A+0.2C 0.6B+0.4D 电气 0206181403 现代过程控制 32 2.0 春 0.8A+0.2C 0.6B+0.4D 电气 0206181404 学术报告与专题 32 2.0 春 0.8A+0.2C 0.6B+0.4D 电气 二级学科课程
本学科点以有色、稀有金属生产过程为研究对象，以智能检测与复杂生产过程优化控制为重点，开展应用基础研究和关键技术攻关。经过近20年的建设和发展，已形成相对稳定、在全国有优势和特色的研究方向，包括：稀有金属生产过程建模与优化控制，先进控制理论及应用，智能检测与智能控制，工业系统的故障检测、诊断与控制技术执行学校有关规定。
《控制理论基础》课程简介概要
《控制理论基础》课程简介06191310控制理论基础 3Fundamentals of control theory 3-0预修课程：微积分，线性代数，常微分方程，大学物理面向对象：三、四年级本科生内容简介：控制科学是由数学、工程学和计算机科学交叉发展形成的一门学科。
本课程介绍控制系统的描述、分析、设计和综合的数学基础理论，内容包括：系统的输入－输出描述、状态变量描述、频率描述及其相互关系；控制系统分析、能控性和能观性、稳定性；极点配置、观测器和调节器设计等。
选用教材或参考书：教材：《控制理论基础》，李训经等著，高等教育出版社，2002参考书：1、《工程控制论》，钱学森著，科学出版社，19582、《线性系统理论与设计》，陈启宗著，科学出版社，1988《控制理论基础》教学大纲06191310控制理论基础 3Fundamentals of control theory 3-0预修课程：微积分，线性代数，常微分方程，大学物理面向对象：三、四年级本科生一、教学目的和基本要求：通过本课程的学习使学生获得以下知识和能力：1. 理解“控制理论”是工程控制过程的数学理论这一学科特点，理解控制的数学模型和概念的工程控制背景，理解“数学控制原理”的“工程控制意义”；2. 了解控制系统的基本组成及其功能，掌握对控制系统建立数学模型的方法和步骤；3．掌握线性控制系统的各种描述方法及其相互关系；3. 掌握线性定常系统的基本分析、设计和综合方法。
二、主要内容及学时分配：第一章控制论概貌（3学时）第二章线性系统模型（13学时）输入-输出描述、状态变量描述、频域描述以及相互关系和转换方法，几种典型环节，离散时间系统，等价动态方程。
第三章能控性和能观性（10学时）概念，能控性子空间，秩条件，频域条件，能控（能观）规范分解，最小实现。
第四章稳定性分析（8学时）输入-输出稳定性，Routh-Hurwitz判局，线性动态方程的稳定性，Lyapunov定理，第五章状态反馈与观测器设计（8学时）状态反馈及其不变量，极点配置定理，能稳性，能检测性与观测器设计第六章最优调节器设计（6学时）反馈镇定，控制参数选择，LQR问题，代数Riccati方程，跟踪问题。
控制理论的发展与一些存在的问题
控制理论的发展与一些存在的问题段志生北京大学工学院什么是自动化？一般是指生产、管理和科研过程中，在没有人的直接干预下，通过一定的技术装置，就能达到预定的目标。
其中有关的技术装置，就是自动控制装置。
控制理论－自动化的基础自然科学－－认识世界控制－－改造世界北京大学一、控制论的产生与发展社会背景现代社会的生产和管理对于高度自动化水平的需要数学分析, 微分方程, 统计数学, 信息科学社会一旦有技术上的需要，则这种需要就会比十所大学更能把科学推向前进。
——恩格斯标志二战期间，维纳参加了火炮控制和电子计算机的研制工作。
1948年维纳发表了著名的《控制论—关于在动物和机器中控制和通讯的科学》标志着控制论作为一门科学诞生。
1、我国古代、近代的自动化装置北京大学及其反映的控制思想李约瑟中国科学技术史北京大学瓦特离心式调速器1787年J.C. Maxwell 1868年发表论文“论调速器”对反馈作了理论论述，并从数学上作了探讨。
2、直接推动近代科技发展的调速器北京大学3、控制论的基本概念和方法（1）目的有无目的是区分人与机器的根本问题, 目的论与机械论的根本对立.（2）行为、控制为了改善某个对象的功能，需要获得并使用信息，以这种信息为基础而选出的，加于该对象上的作用。
（3）黑箱——灰箱——白箱“知人知面不知心”输入输出中医“望、闻、问、切”（1）按偏差进行补偿的系统特点：系统中至少有一个将输出量加以回输的闭合环路，是具有反馈的闭环系统。
（2）按扰动进行调节的系统特点：输入量按负荷的变化而成比例的改变以趋近目标值，是开环系统，抗干扰能力差。
基本控制思想二、技术层次控制科学的发展1、自动化的实现一般自动控制系统的结构图2、控制论的应用与主要分支1、工程控制论控制论在工程技术方面（机械的、电机的和电子的自动控制系统）上的运用。
又称自动控制理论，或简称控制理论（control theory）我国著名科学家钱学森1954年在美国出版了《工程控制论》一书。
控制理论基础课程教学大纲
《控制理论基础》课程教学大纲Foundation to Control Theory一、课程教学目标1、任务和地位：自动控制技术已经广泛应用于国民经济的各个领域，《控制理论基础》也已经作为测试与控制专业的技术基础课程。
控制学科是将传统的控制理论与现代电子技术、计算机技术紧密结合在一起的一门高新技术，它已渗透到许多科学领域，并得到迅猛的发展。
鉴于其广阔的应用范围，要求学测控专业的人才必须掌握这门课程。
2、知识要求：《复变函数》3、能力要求：本课程的主要内容以经典控制理论为主，详细介绍了对于现下定常系统的时域分析方法等，并适量介绍了PID控制和鲁棒控制。
本课程的主要通过课堂讲述，使学生掌握基于传递函数数学模型的基本概念和基本方法，主要包括对控制系统的传递函数建立、时域性能分析、稳定性分析、频域性能分析以及控制系统的校正。
二、教学内容的基本要求和学时分配1. 本课程总学时为64，具体分配如下：2、具体要求：第一章绪论[目的要求] 掌握控制系统的一般概念以及控制系统的分类。
[教学内容] 自动控制系统的一般概念、开环控制与闭环控制、自动控制系统的分类、对控制系统性能的要求和本课程的任务[重点难点] 开环控制与闭环控制[教学方法] 课堂讲授[作业][课时] 2第二章控制系统的数学模型[目的要求] 掌握线性定常控制系统的传递函数数学模型的建立。
[教学内容] 列写系统微分方程的一般方法、非线性数学模型的线性化、传递函数、框图和系统的传递函数、信号流图和梅逊公式的应用[重点难点] 列写系统微分方程的一般方法、传递函数、框图和系统的传递函数、信号流图和梅逊公式的应用[教学方法] 课堂讲授、课堂练习[作业] 习题2[课时] 10第三章控制系统的时域分析[目的要求] 对线性控制系统进行分析时域分析[教学内容] 典型的试验信号、一阶系统的时域响应、二阶系统的时域响应、高阶系统的时域响应、线性定常系统的稳定性、Routh稳定判据、控制系统的稳态误差、控制系统对参数变化的灵敏度[重点难点] 一阶系统的时域响应、二阶系统的时域响应、线性定常系统的稳定性、Routh稳定判据、控制系统的稳态误差[作业] 习题3[课时] 10第四章根轨迹法[目的要求] 用根轨迹法对线性控制系统进行分析[教学内容] 根轨迹的基本概念、绘制根轨迹的基本规则、参量根轨迹的绘制、非最小相位系统的根轨迹、特征方程根的灵敏度、用根轨迹分析控制系统[重点难点] 绘制根轨迹的基本规则、参量根轨迹的绘制[教学方法] 课堂讲授、课堂练习[作业] 习题4[课时] 10第五章频率响应法[目的要求] 用频率响应法对线性控制系统进行分析[教学内容] 频率特性、对数坐标图、极坐标图、乃氏稳定判据、相对稳定性分析、频域性能指标与时域性能指标间的关系、传递函数的实验确定[重点难点] 对数坐标图、极坐标图、乃氏稳定判据[教学方法] 课堂讲授、课堂练习[作业] 习题5[课时] 14第六章控制系统的校正[目的要求] 线性控制系统的校正[教学内容] 超前校正、滞后校正、滞后－超前校正[重点难点] 超前校正、滞后校正、滞后－超前校正[作业] 习题6[课时] 8第七章 PID控制与鲁棒控制[目的要求] PID控制与鲁棒控制[教学内容] PID控制器及其参数的调整、控制系统的鲁棒性和灵敏度、控制系统的鲁棒性分析、鲁棒控制系统的设计[重点难点] PID控制器及其参数的调整、控制系统的鲁棒性和灵敏度、控制系统的鲁棒性分析[教学方法] 课堂讲授、课堂练习[作业] 习题7[课时] 10三、大纲说明主要围绕执行本大纲优化教学过程中相关问题作必要说明，一般有：1、考试要求与考试方法：闭卷考试。
控制理论(Control Theory)
人类的天性主要成分为“天使”：有爱心， 关怀他人，有秩序，无私
有的学者稍退一步，提出人性至少是“无 邪”的
不良行为是对人天性的背反，因此其产生 需要解释原因 犯罪生物学：遗传异变改变人性 犯罪心理学（弗洛伊德传统）：内在 需要之压抑与扭曲改变人性 社会学习理论：与不良影响源接触改 变人性
么?为什么?
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4
2014/12/20
水平 前习俗水平 习俗水平
后习俗水平
阶罚与服从为定向
以行为的功用和相互 满足需要为准则 以人际和谐为准也称 为“好孩子”取向
以法律和秩序为准则
以法定的社会契约为 准则
以普通的伦理原则为 准则
不该偷的理由
偷东西会被警察抓起 来，受到惩罚
• 在现实中，低程度的自我控制和对犯罪行为的倾向很可能 就是同一个东西。换句话说此理论有同义反复和循环论证 的逻辑谬误 (Akers，1991)。
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控制理论的心理学解读
18
3
2014/12/20
低自我控制的实质是什么？
6个不同的低自我控制维度 Grasmick et al. (1993):
(1) 冲动性 (impulsivity)：倾向于对当前环境做出直接反应而不追求延迟的 满足，不擅考虑行为之长期后果（认知能力要素）
14
自我控制理论
• 人们的服从性是通过家长的有 效的对行为的自我控制的教养 中建立的
• 其它的社会机构，诸如学校， 教堂，或者社区也有教育的功 能。但是他们的这种功能没有 家长的教养作用这么有效。
• 家长对儿童自我控制培养的重 要性不是基于所谓“血缘”或 “生理”原因，而是为儿童成 长环境的社会化设定所决定： – 儿童接受自我控制训练的最关 键时期正好是家长对儿童影响 最集中地时期
主要心理治疗理论简介
主要心理治疗理论简介展开全文一、精神分析治疗法创始人物，Sigmind Freud（1856-1939），对於心理学的影响非常深远，几乎所有的咨询与心理治疗理论都与精神分析治疗法有关。
其主要的观点是人的行为受制於心理能量与幼年时性心理事件的影响。
潜意识是行为产生的驱力，会受到性冲动（生之本能）与攻击冲动（死之本能）的驱使。
Freud提出了性心理发展阶段，包含口欲期（0-1岁）、肛门期（1-3岁）、性器期（3-6岁）、潜伏期（6-12岁）、性征期（12-18岁），而其中幼年时（六岁之前）的心理冲突会影响人格发展的健全。
继Freud之后，Erikson提出心理社会化发展阶段论， Jung的集体潜意识理论；Klein, Wincott, Fairbairn, Guntrip, Balint, Mahler 等人提出客体关系理论（object rel-ations theory）；其中Mahler 所提出的理论是客体关系理论中，很重要的理论之一，Mahler, Pine ＆ Bergman（1975）有系统地提出分离─个体（separation-individuation）过程的理论，这个过程包含了分离与个体过程，为探讨幼年三岁前与母亲的互动关系。
「分离」是指个体一开始与母亲共生关系，之后就开始了分离的过程；而「个体」是个体在经历「分离─独立」过程，对自己特质假设的过程。
个体必须经过这些历程，个体才算是「心理上的诞生」（psychological birth），并成一个真正的人，建立自己与他人的稳固关系。
而边缘性人格异常（borderline personality disorder）就是发生在分离─个体历程中的不顺利，母亲无法适应与忍受幼儿进行个体化的历程，因而造成个体情绪不稳定、易怒、自我破坏行为及无法忍受焦虑等。
二、阿德勒学派治疗法创始人物Alfred Adler（1856- 1939），又称个体心理学，为抛弃Freud的基本理论，强调人性的正面观点，认为行为受到社会兴趣、追求意义与目标的影响，探讨个人的成长模式，强调负起责任，创造出自己的命运。
现代控制理论全套课件
Modern Control Theory
L01
绪论
绪论
控制理论的发展历程
经典控制理论
形成和发展
在20世纪30-40年代，初步形成。 在20世纪40年代形成体系。 频率理论 根轨迹法
以SISO线性定常系统为研究对象。 以拉氏变换为工具，以传递函数为基础在频率域中分析 与设计。 经典控制理论的局限性
1970——1980 大系统理论 控制管理综合 1980——1990 智能控制理论 智能自动化 1990——21c 集成控制理论 网络控制自动化 专家系统，模糊控制，人工智能 神经网络，人脑模型，遗传算法
Soft computing
控制理论与计算机技术相结合→计算机控制技术
Modern Control Theory
Modern Control Theory
L01
绪论
网络交流
注册方法： 向以下邮件地址发邮件，会得到一封自动回复的 邮件，按邮件提示，进行简单填写，提交，然后 等候批准。获得批准后即可加入社区，参加社区 活动。
ModernControlTheory-subscribe@
定义
所谓自动化是指机器或装置在无人干预的情况下按规定 的程序或指令自动的进行操作或运行。广义地讲，自动 化还包括模拟或再现人的智能活动。
Definition
The art of making processes or machines self-acting or self-moving. Also pertains to the technique of making a device, machine, process or procedure more fully automatic.
现代控制理论 modern control theory
概述
定义：建立在状态空间法基础上的一种 控制理论，是自动控制理论的一个主要 组成部分。 学科内容：现代控制理论所包含的学科 内容十分广泛,主要的方面有:线性系统理 论、非线性系统理论、最优控制理论、 随机控制理论和适应控制理论。
五大理论
线性系统理论：它是现代控制理论中最为 基本和比较成熟的一个分支，着重于研究 线性系统中状态的控制和观测问题，其基 本的分析和综合方法是状态空间法。 非线性系统理论：非线性系统的分析和综 合理论尚不完善。研究领域主要还限于系 统的运动稳定性、双线性系统的控制和观 测问题、非线性反馈问题等。 最优控制理论：最优控制理论是设计最优 控制系统的理论基础，主要研究受控系统 在指定性能指标实现最优时的控制规律及 其综合方法。
现代控制技术在21世纪的发展趋势
随着知识经济时代的到来，计算机、通 讯和网络技术的飞速发展从根本上改变 了现代工业企业的生产模式。国际化、 动态化市场竞争日益激烈，经济及用户 需求的不确定性也在不断增加，工业企 业如何适应新的竞争环境，成为广大理 论与实践工作者关注的焦点。
信息技术与控制技术的结合
1.五十年代后期，贝尔曼（Bellman）等人提出了状态分析法； 在1957年提出了动态规划。
2.1959年卡尔曼（Kalman）和布西创 建了卡尔曼滤波理论；1960年在控制 系统的研究中成功地应用了状态空间 法，并提出了可控性和可观测性的新 概念。 卡尔曼
3. 1961年庞特里亚金（俄国人）提出 了极小（大）值原理。
2. 1948年伊万斯（W.R.Ewans）提出了复数域内研 究系统的根轨迹法。 建立在奈奎斯特的频率响应法和伊万斯的根轨迹 法基础上的理论，称为经典（古典）控制理论（或 自动控制理论）。
control theory 国外教程
control theory 国外教程以下是一些关于Control Theory的国外教程资源：1. "Control Engineering: An Introduction with the Use of MATLAB" by Derek P. Atherton这本书是关于控制工程的入门教程，结合使用MATLAB进行实践应用。
2. "Modern Control Engineering" by Katsuhiko Ogata这本经典教材涵盖了现代控制工程的核心概念和技术，包括系统建模、系统响应和系统稳定性等方面。
3. "Control Systems Engineering" by Norman S. Nise这本教材介绍了控制系统工程的基础知识，包括控制器设计、系统建模和性能评估等内容。
4. "Feedback Control of Dynamic Systems" by Gene F. Franklin, J. David Powell, and Abbas Emami-Naeini这本教材深入介绍了反馈控制理论和实践应用，包括线性系统和非线性系统控制等方面的内容。
5. "Control Engineering: A Guide for Beginners" by Paul Lynn这本教材专为初学者编写，讲解了控制工程的基础概念和技术，并提供了实际问题的解决方法。
6. "Control Systems: Principles and Design" by M. Gopal这本教材介绍了控制系统原理和设计方法，结合了理论和实践应用，适合学习控制系统的基础知识。
7. "System Dynamics and Control" by Eronini Uduehi and Charles Ampadu这本教材探讨了系统动力学和控制的概念和原理，包括线性和非线性系统的分析和设计。
管约论及其对英语语法的解释力
——许汝民
（上海外国语学院学报) 1 9 9 3 年第6期( 总第8 期)
管约论(GB Theory)是乔姆斯基生成语法管辖 与约束理论(The Theory of Government and Binding)的简称。它由七个子理论组成。这七个 子理论为:1.X阶理论仁X bar Theory), 2.约束理 论(Binding Theory),3.控制理论(Control Theory),4.界限理论(Bounding Theory),5.管辖 理论(Government Theory),6.θ理论(Theta Theory),7.格理论(Case Theory)。
• 我们可用约束理论2 来说明: 在管辖区域 (指定语从句) 内, 人称代词宾格是自由的, 在管辖区域外, 可以受约束, 因此it 可以 和defeat同标, her 可和whaler同标。这 样就自然产生了这种代词宾格后指的现象。
• 约束原则3及其用途：具有生命的名词词组 必须自由。
• 约束理论3 及条件能帮助传统语法说明某些问题。 如:
Those who most deserve it rarely seem to suffer defeat. Melville well know that to the man who sailed in her, a whaler was anything but a pleasure boat.
• John said [the man criticised the man]
• 我们可以看出: 句中的两个the man 和John 都 不能用同一下标, 即不能互指; 名词词组的所指 必须自由, 与管辖区域无关。但是有一个条件: 这些名词词组必须在同一个统领范围内。就本句 而言, John 统领the man 和the man , 而the man统领the' pictures
系统科学中的控制论
系统科学中的控制论交通运输学院张心哲系统科学中的控制论交通运输学院张心哲摘要: 控制论是近年来发展起来的一门新科学,并且正迅速地应用到各个领域。
本文概述了控制论的基本概念与发展历史，说明了控制系统的一般理论与控制论的研究方法，而且介绍了应用控制论的基本理论与方法形成的控制论的各分支学科。
此外，提出了控制论面临的挑战问题。
关键词：控制论、控制理论、系统科学、控制系统Cybernetics of the System ScienceJang Sim CholAbstract: Cybernetics is a new school subject which is developed recently, now, it is applying to various field rapidly. This paper summarize about the basic concept and development history of the cybernetics. Also, this paper explain the general theory of control system and the study direction of cybernetics, and it introduce a various school subject of cybernetics that is formed by applying to the basic theory and method of cybernetics. And others, put forward a difficult problem of the cybernetics.Keyword: Cybernetics, Control theory, System Science, Control System1．控制论的基本理论1．1 控制论的发展过程与研究对象1．1．1 控制论的形成及发展过程控制论（cybernetics）这个词不是现代才有的。
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自我控制理论：恰当的训练使人获得抑制天然 冲动的能力而守法
未经历上述改变者就发展为犯罪人 这类理论又被称为“社会结合失败理论” (Failing to Bond)
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1
控制理论的基本观点
• 犯罪的意志与能力是人之天性，无需解释 • 罪犯不过是那些维持其自然状态的个体 • 守法的意志与能力就是对人之天性的控制意志与能力 • 守法者不论在内因与外因方面都发生了关键性改变，这些
这类理论又被称为“问题性社会结合理论” （Problematic Bonding）
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《金刚》：原初状态的人类犹如金刚，欲求强烈， 百无禁忌，自我中心，不加以约束的话极具破坏
力 5
性恶论与守法行为归因
这一理论倾向相信人性本恶
人类天性的主要成分为“恶魔”：自私，贪婪， 暴力，缺乏自我控制
• 在现实中，低程度的自我控制和对犯罪行为的倾向很可能 就是同一个东西。换句话说此理论有同义反复和循环论证 的逻辑谬误 (Akers，1991)。
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控制理论的心理学解读
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3
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低自我控制的实质是什么？
6个:
(1) 冲动性 (impulsivity)：倾向于对当前环境做出直接反应而不追求延迟的 满足，不擅考虑行为之长期后果（认知能力要素）
• 具体运算阶段(7-12岁)：儿童已经有了成人逻辑思维能 力的萌芽；逻辑思维涉及实际的物体而非抽象的观念。 有了“去中心化” 的能力，儿童的道德判断变得二维 和主观了。
• 形式运算阶段(12岁至成人)：认知成熟，能进行抽象和 逆向的思考。
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Lawrence Kohlberg的道德发展理论
• 所谓道德其实就是内化的自我控制能力 • 而在青少年不同刚发展阶段内化自我控制的机理
不同就形成了不同的道德推理模式（道德发展阶 段） • 三阶段，六等级划分 – 前习俗阶段：具体的个人主义阶段（权威或工具导
向） – 习俗阶段：具体的社会化阶段（人际关系导向） – 后习俗阶段：抽象的社会化阶段（价值与伦理导向） • Kohlberg通过一个道德两难故事测验个人对道德 禁令的不同理解，实证性地验证了道德缺失存在 不同发展阶段
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对自我控制理论的支持和批评
• 自我控制理论本身逻辑清楚，具有可测性。它促进了关于 青少年犯罪的家庭教育的研究。
• 在所有犯罪学理论中,自我控制理论是被实证研究检验最多 的理论之一。许多实证研究证实了个人的自我控制是对犯 罪性的最有力的解释。
• 也有学者认为这个理论主要的缺陷在于它没能分别对其理 论的 “因”(自我控制)和 “果”(犯罪倾向性)进行清晰和可操 作化的界定。
这不是一个文字游戏，而是对于人的原初状 态的不同假定
这一不同假定将犯罪学划分为两个大的理论 倾向： 以性善论为起点的不良行为归因理论倾向 以性恶论为基础的守法行为归因理论倾向
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2
《人猿泰山》：原初状态的人类如泰山般，充满爱心， 纯真无邪，保持下去就是一个守法模范公民
3
性善论与不良行为归因
如果妻子一直对他不 好，他就没有必要自 寻烦恼，冒险偷药
做贼会使自己的家庭 名声扫地，给自己的 家人（包括妻子）带 来麻烦和耻辱
采取非常措施救妻子 的命合情合理，但偷 别人的东西犯法。
丈夫没有偷药救妻子 的义务，这不是正常 的夫妻关系契约的组 成部分。他已经为救 妻子命尽了全力，无 论如何都不该采取偷 的办法解决问题，但 他还是去偷药了，这 是一种超出职责之外 的好行为。
这一理论倾向相信人性本善:
人类的天性主要成分为“天使”：有爱心， 关怀他人，有秩序，无私
有的学者稍退一步，提出人性至少是“无 邪”的
不良行为是对人天性的背反，因此其产生 需要解释原因 犯罪生物学：遗传异变改变人性 犯罪心理学（弗洛伊德传统）：内在 需要之压抑与扭曲改变人性 社会学习理论：与不良影响源接触改 变人性
• Piaget 认为，心理、智力、思维，既 不是起源于先天的成熟，也不是起 源于后天的经验，而是起源于主体 的动作。支配心理发展的因素有成 熟，物理因素，社会环境和平衡。
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Piaget 认为人的认知发展分为 四个阶段：
• 感觉运动阶段(0-2岁): 学习用肌体活动协调自我和环境 的知觉。
• 前运算阶段(2-7岁): 运用词语和符号来表征客体及客体 间的关系。此阶段儿童的道德判断是一维且屈服于“客 观”规则和权威。
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社会控制理论
• Toby (1957)提出了 “服从的筹 码”(Stake in Conformity) 的概念
–
完成社会化的个体会获得特定 的生活方式, 人际关系，社会身
份，并由此获得积极的人生体
验
– 从对这些积极人生体验的丧失 的担忧中，产生了“服从的筹 码”
–
基于社会道德规范之设定，违 法犯罪会导致对“服从的筹码”
海因茨设法救妻子的 性命无可非议，但他 没有考虑所有人的生 命的价值，别人也可 能急需这种药。他这 么做，对别人是不公 正的
该偷的理由
他事先请求过，又不 是偷大东西，他不会 受重罚
• 由于接受了守法的信仰价值观体系， 并通过参与守法社会化结合，依恋/依 附于传统社会结构，积累与该信仰体 系兼容的社会资本，为避免社会资本 的减损或灭失而强化行为控制的意愿
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控制理论的早期概念建构
Ivan Nye (1958) 提出了四类控 制:
• 直接控制：对错误行为的惩 罚和对服从行为的褒奖
自我（内部）控制才是守法能力的源泉
换句话说：
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TRAVIS HIRSCHI和Michael Gottfredson的自我控制理论
• 代表作:《犯罪的一般理论》(1990) • 注意到青少年犯罪,欺诈,和贪污这
类犯罪的行为人往往并不缺乏社会 控制。 • 当一个人具有较多“服从的筹码” 时，按照社会控制理论的预测，他 会因为担忧失去其既有的积极人生 体验而选择抑制其犯罪的冲动 • 但现实中不符合这一预测的例子却 比比皆是，因此Hirschi认为有必要 提出另外的解释
机（犯罪潜能） • 对正常社会的依附和投入产生了对社会
道德准则的忠诚，并获得服从的筹码， 从而帮助人们抵御犯罪的诱惑 • 犯罪的原因是对社会服从的投入出现了 弱化，导致服从筹码减少或灭失
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自我控制理论
当冲动的恶魔在敲门时，仅有反抗 的勇气是不够的
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外部控制（对特定积极的社会化体验的向往和留 恋）仅仅产生守法的意愿，而不产生守法的能力，
么?为什么?
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水平 前习俗水平 习俗水平
后习俗水平
阶段 1 2 3
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道德推理的特点 以惩罚与服从为定向
以行为的功用和相互 满足需要为准则 以人际和谐为准也称 为“好孩子”取向
以法律和秩序为准则
以法定的社会契约为 准则
以普通的伦理原则为 准则
不该偷的理由
偷东西会被警察抓起 来，受到惩罚
关键性改变为什么会发生，才是犯罪学研究的焦点 • 社会控制理论认为：控制犯罪意志的根本约束力来源是人
与其社会化环境的关系，这种关系制造了一种“违法的焦 虑”，进而遏制人的违法冲动 • 自我控制理论认为：仅有“违法的焦虑”不足以遏制人的 违法冲动，人还需要自我控制的能力。这种能力来源于特 定人生阶段所接受的训练
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故事：汉斯偷药
欧洲有个妇女患了癌症，生命垂危。医生认为 只有本城有个药剂师新研制的药能治好她。配制 这种药的成本为200元，但销售价却要2000元. 病 妇的丈夫汉斯到处借钱，可最终只凑得了1000元。 汉斯恳求药剂师，他妻子快要死了，能否将药便 宜点卖给他，或者允许他赊帐。药剂师不仅没答 应，还说他研制这种药，就是为了赚钱。 汉斯别 无它法，利用晚上撬开药剂师的仓库门，把药偷 走了。
• 可以看出，在自我控制理论中的自我控制概念并非社会控制机制的内化， 而是与行为习得过程关系极深的个人心理品质
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Jean Piaget的认知发展理论
• 可以解释为什么说儿童学习自我控 制的最佳阶段是6-8岁
• Piaget是近代最有名的儿童心理学家。 他的认知发展理论成为了这个学科 的典范。其理论在一定程度上归功 于Piaget夫妇对自己的三个孩子在发 展学习上的行为的仔细的观察与详 细的记录。
的剥夺，也就是说犯罪会使人
“有所失”
– 所以社会化背景下的个人会对 不法行为产生一种“不法的焦 虑”，进而产生抑制不法的意 志
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社会控制理论
• 社会化结合的组成部分： – 依恋/依附（Attachment): 对他人的 感情和兴趣 – 投入/投资(Commitment)：对传统 价值投入的时间，精力，和努力 – 参与(Involvement): 参与到传统的 社会化结合的活动中 – 信仰(Belief): 对传统社会化所秉持 的道德规范合理性之认同
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自我控制理论
• 人们的服从性是通过家长的有 效的对行为的自我控制的教养 中建立的
• 其它的社会机构，诸如学校， 教堂，或者社区也有教育的功 能。但是他们的这种功能没有 家长的教养作用这么有效。
• 家长对儿童自我控制培养的重 要性不是基于所谓“血缘”或 “生理”原因，而是为儿童成 长环境的社会化设定所决定： – 儿童接受自我控制训练的最关 键时期正好是家长对儿童影响 最集中地时期
• 间接控制：与守法人群的情 感认同（引发对不良行为的 抗拒心理）
• 内部控制：良知或超我（道 德规范的内化，潜意识）
• 通过满足需求来实现的控制： 当个体的需求被满足时，也 就不必要犯罪了。
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Travis Hirschi 的社会控制理论