控制论国内外发展情况讲解
控制论国内外发展情况
目前在管理控制论的范畴内,就有财务、金融、会计、通货、成本、产
品质量等二十几种控制论的论著发表。国际上通行的做法是只有够得上 分支或亚分支的才冠以“某某控制论”。对较小问题的控制论成果的
表述方式为“基于(或应用)控制论对….的研究”(…Cybernetic
approach to…)。因此,国内“某某控制论”的‘提法’似乎太多, 已经成为国内有关学术界一种值得注意的倾向。学者们应用控制论的观 点、方法试图解决某一具体问题,有一定的新见解,不等于已创立一
析和研究信息的处理、加工内容及过程,确定输入、输出;对系统
进行闭环和反馈及其因果性质的分析;通过‘黑箱’和功能模拟方 法建立系统的模型,探讨系统的特性等;采用计算机进行仿真;采
用类比的方法引进其他部门系统中有用的思想,如进化、适应、自
繁殖、自组织、最优化、特别是智能等来控制该系统以制造、培育、 创建出能满足人们目的、更好的新机器(人造系统)。
于意识形态的偏见和自然科学和社
会科学‘水火不容’的这种教条在 上世纪50年代中期后通过学术讨论
逐步被克服。
后期前苏联则企图用控制论改进其中央计划经济体制。
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《人有人的用处,控制论与社会》(The Human
Use of Human Beings, Cybernetics and Society)
理论等同起来。发生这类情况较多。有的论著宣称控制论就
是‘控制的理论’;更有部队新战士入伍,按条例要将头发剃 短,这当然有一番道理,形成论文“头发控制论”发表。
对于控制论的理解上存在一些失误:
(1)控制论=控制理论=控制的理论
=需要进行控制的道理和议论; (2)控制论是…一种“方法论”…。
控制理论及智能控制论的发展与现状
控制理论及智能控制论的发展与现状【摘要】控制论涉及面很广,研究许多不同领域对象的控制问题,也用了各种比较高深的数学工具,文章拟以通俗的语言,简明的介绍了控制理论及其智能控制论的基本思想、基本问题和主要方法,系统的叙述了控制论和智能控制论的发展历程并讨论了其未来的发展前景。
关键词:控制论;智能控制论;神经网络;系统辨识1 引言控制理论经过数十年世界范围的发展,研究成果十分丰富,其中一些研究经过不断发展完善已经成为成熟的独立学科,还有一些研究经过一段时间的繁荣昌盛,大大促进了控制理论的发展,完成了历史的使命,现在看其本身的理论及应用价值却是有限的。
当前,控制理论已渗透到几乎所有工程技术领域,新的问题、专题及学科分支大量涌现,五彩缤纷。
但也会使人有目不暇接,无所适从之感。
当前,高新技术的发展提出了形形色色的新问题,难度大,急待解决.面对这些新问题,现有的控制理论常常显得无能为力,使得一些问题甚至等不及理论上的准备及指点,已在实际中用各种技术手段着手加以解决。
在这样的形势下,本文对控制理论的发展及现状进行了系统性的分析与探讨,了解主线索及脉络,以便在对未来的发展做探索时能有所帮助。
2 “控制理论”产生的历史背景及其核心内容在20世纪中叶,各学科正处于交叉渗透时期,而且各门学科的边缘区域及其交叉点,正是等待开垦的科学领域。
恰如控制论创始人维纳(N.Wiener)所讲的:“在科学发展上可以得到最大收获的领域是各种建立起来的部门之间的被忽视的无人区。
”正是基于这种思想,维纳与信息论创始人申农、计算机创始人图灵以及神经学家等进行多次讨论、交流、合作,于1948年发表了《控制论—关于在动物和机器中控制和通讯科学》的著作。
论述了控制论的一般方法,推广了反馈的概念,为控制理论这门学科奠定了坚实的基础。
从维纳的控制论中,可以总结出3个最基本而又重要的概念:信息、反馈和控制,此即为控制论的三要素。
反馈的概念是于1920年首先出现在贝尔电话实验室的文献中,后经维纳的引入,逐渐推广在工程、生物、心理和其他社会科学领域。
国内外内部控制理论的研究综述
国内外内部控制理论的研究综述作者:侯玉凤来源:《中国乡镇企业会计》 2013年第4期摘要:内部控制制度是企业生存和发展的重要保证,国内外学者对其进行了多方面的研究,迄今为止已形成丰富的理论资源。
本文在对国内外内部控制理论研究进行回顾和总结的基础上,提出了新的研究方向。
关键词:内部控制;理论;研究一、国外研究综述纵览国外内部控制理论的研究,主要经历了以下五个发展阶段:1.内部牵制阶段。
1912年美国第一家会计师事务所创始人之一R.H.蒙哥马利提出了“内部牵制”理论,即通过对企业收集和处理会计数据过程的审查和评价,确定财务报表审计工作的范围,形成了内部控制理论的雏型。
2.内部会计控制与内部管理控制阶段。
1958年美国注册会计师协会的审计程序委员会发布了《审计程序公告第29号》,将内部控制明确分为内部会计控制和内部管理控制。
前者包括所有与保护资产安全、保证财务记录可靠性直接相关的方法和程序,后者主要包括所有与提高效率、贯彻管理政策直接相关的方法和程序。
后来在1963年《审计程序公告第33号》以及1973年《审计准则公告第1号》中又进一步明确了管理控制和会计控制的定义,并且指明:注册会计师主要考虑与会计有关的控制。
这种分类一定程度上有利于明确注册会计师和管理者之间的责任。
3.内部控制结构阶段。
1988年AICPA发布了《审计准则公告第55号》,提出了内部控制结构新概念,认为企业的内部控制结构包括为合理保证特定目标的实现而建立的各种政策和程序,并且明确了内部控制结构的内容为控制环境、会计系统和控制程序三个方面,正式将起初人们视为外部因素的控制环境纳入内部控制范畴,对内部控制理论进一步完善,内部控制理论框架更为鲜明,更具层次。
4.内部控制整体框架阶段。
1996年,美国AICPA发布了第78号《审计准则公告》,全面接受了COSO委员会《内部控制——整体架构》报告的内容。
COSO报告认为,内部控制由5个相互联系的要素组成,即:控制环境、风险评估、控制活动、信息与沟通、监控。
控制科学与工程学科发展报告,发展现状及趋势
控制科学与工程学科发展现状及趋势一、国内外现状概述:经典控制理论的研究对象一般为单输入、单输出的自动控制系统,特别是线性定常系统。
经典控制理论的特点是以输入输出特性(主要是传递函数)为系统的数学模型,采用频率响应法和根轨迹法这些图解分析方法,分析系统性能和设计控制装置。
经典控制理论的数学基础是拉普拉斯变换,占主导地位的分析和综合方法是频域方法。
经典控制理论主要研究系统运动的稳定性、时域和频域中系统的运动特性、控制系统的设计原理和校正方法。
其局限性主要表现在一般仅适用于单变量和定常系统。
现代控制理论以线性代数和微分方程为主要的数学工具,以状态空间法为基础,分析与设计控制系统。
状态空间法本质上是一种时域的方法,它不仅描述了系统的外部特性,而且描述和揭示了系统内部状态和性能。
较之经典控制理论,现代控制理论的研究对象要广泛得多,原则上将,它既可以是单变量、线性、定常、连续的,也可以是多变量、非线性、时变、离散的。
智能控制可以概括为自动控制和运筹学、计算智能、人工智能等学科的结合,其结构是:识别、推理、决策、执行。
在低层次的控制中用常规控制器,而在高层次的控制中则应用具有在线学习、修正、组织、决策和规划能力的控制器,模拟人的某些智能和经验来引导求解过程。
智能控制理论是以专家系统、模糊控制、神经网络等智能计算方法为基础的智能控制。
智能控制的发展还不完善,甚至可以说才刚刚开始,但是可以预见智能控制的发展与完善将引起控制科学与工程学科的全面革命。
集散控制系统(DCS)就是在生产过程自动化的巨大需求的背景下发展起来的一种自动化技术。
它把控制技术、计算机技术、图像显示技术以及通信技术结合起来,实现对生产过程的监视、控制和管理。
它既打破了常规控制仪表功能的局限,又较好地解决了早期计算机系统对于信息、管理和控制作用过于集中带来的危险。
当前DCS发展的一个新趋势是基于无线工业网络的集散控制系统,采用DCS不是简单地取代传统的控制设备,而是一种高新技术的发展。
现代控制理论的发展现状
现代控制理论的发展现状姓名:李艳威学号:B20150004目录1.控制理论综述 (1)2 控制理论的主要研究方向 (3)2.1 非线性控制系统 (3)2.2 系统辨识 (4)2.3 自适应控制 (5)2.4 最优控制 (8)2.5 鲁棒控制 (9)2.6 智能控制技术及应用 (12)3 控制理论的未来 (13)参考文献 (15)1.控制理论综述现代控制技术应用现代控制理论与计算机的最新技术进行系统设计,与常规控制技术相比,它适用于系统的综合与解析设计,更适于多输入多输出、多回路的复杂系统设计,也易于计算机实现,因此受到工程界越来越多的重视并得到广泛的应用。
同时由于工业系统的复杂性,非线形和不确定性,基于定量数学模型的控制方法已不能满足高性能控制的要求,作为现代控制理论前沿的智能控制与集成控制技术也得到了发展。
控制理沦的发展大致分为4个阶段,第一个阶段为50年代-60年代,主要理论为单变量控制理论,实际应用背景为单机自动化;第二阶段为60年代-70年代,主要理论为多变量控制理论,实际应用背景为机组自动化;第三阶段为70年代-80年代,主要理论为大系统理论,实际应用背景为控制管理综合自动化;第四阶段为80年代-90年代,主要理论为智能控制理论,实际应用背景为智能自动化;第五阶段为90年代-21世纪,主要理论为集成控制理论,实际应用背景为网络控制自动化[1]。
现代控制理论即从理想简化模型、简单小规模、单个系统、低可靠性、局部性、低精度——到客观存在的真实具体模型、复杂大规模、众多系统、高可靠性、全局性、高精度——的发展过程。
自动化技术是一门综合性的技术,与其他行业有着紧密地联系,共同促进了科学的发展。
自动控制的发展,从开始阶段的发生到形成一个控制理论,讲整个这个过程。
自动控制就是指这样的反馈控制系统,这是有一个控制器跟一个控制对象组成的,把这个控制对象的输出信号把它取回来,测量回来以后跟所要求的信号进行比较。
控制理论发展历史
控制理论发展历史综述一:20世纪40年代末-50年代的经典控制理论时期,着重解决单输入单输出系统的控制问题,主要数学工具是微分方程、拉氏变换、传递函数;主要方法是时域法、频域法、根轨迹法;主要问题是系统的稳、准、快。
二:20世纪60年代的现代控制理论时期,着重解决多输入多输出系统的控制问题,主要数学工具是以此为峰方程组、矩阵论、状态空间法主要方法是变分法、极大值原理、动态规划理论;重点是最优控制、随即控制、自适应控制;核心控制装置是电子计算机。
三:20世纪70年代之后的先进控制理时期,先进控制理论是现代控制理论的发展和延伸。
先进控制理论内容丰富、涵盖面最广,包括自适应控制、鲁棒控制、模糊控制、人工神经网络控制等。
经典控制理论经典控制理论适用于单输入、单输出的线性定常(参数不随时间而变)系统。
发展过程1.原始阶段中国,两千年前我国发明的指南车:一种开环自动调节系统,它利用差速齿轮原理,利用齿轮传动系统,根据车轮的转动,由车上木人指示方向。
不论车子转向何方,木人的手始终指向南方,“车虽回运而手常指南”。
2.起步阶段人类社会发展,有一个点把人类社会的发展分成两大部分,那就是工业革命。
18世纪中叶之前,不管你什么怎么划分人类社会也好(农业牧业手工业),社会的发展始终离不开人力,就是必须得有人亲自去做。
18世纪中叶之后,机器的出现,使得以机器取代了人力,所以称之为革命。
然后机器的出现变革了人类的整个历史,直至现代社会文明的如此进步。
工业革命的开始的标志为哈格里夫斯发明的珍妮纺纱机,而工业革命的标志是瓦特改良蒸汽机,为什么扯这么多?如果机器不能控制,那和工具又有什么区别?所以工业革命的标志是瓦特改良蒸汽机。
钱学森也在最新一版的工程控制论中提到技术革命。
1769年,控制思想首次应用于工业控制的是瓦特,发明用来控制蒸汽机转速的飞球离心控制器。
以后人们曾经试图改善调速器的准确性,却常常导致系统产生振荡。
1868年以前,这一百年来,自动控制装置的设计还出于“直觉”阶段,没有系统的理论指导,因此在控制系统的各项性能(稳、准、快)的协调方面经常出现问题。
控制理论与控制系统的发展历史及发展趋势
控制理论与控制系统的发展历史及趋势姓名:学号:指导教师:专业:所在学院:机电工程学院时间:2011年11月3号控制理论与控制系统的发展历史及趋势摘要:由于自动控制理论和自动控制系统的的广泛运用,各行业的专业人员对它的学习,研究也在不断的进行。
本文叙述了自动控制理论和自动控制系统的发展历史(三个阶段:经典控制,现代控制,智能控制)和发展的趋势。
前言控制是人类对事物的认识思考,进而作出决策并作出相应反应的过程。
人类在漫长的生产与生活实践中不断总结,积累经验,形成理论,进而指导实践使生产力不断发展。
随着生产力的不断发展,人们开始要求生活的高质量,一方面要从繁重的体力劳动中解放自己,另一方面要有更高质量的产品来满足生活的需要。
自动控制理论自动控制系统就随之而产生了。
控制理论和控制系统经过漫长的发展,其研究范围和应用范围很广泛。
控制理论研究的对象和应用领域不但涉及到工业、农业、交通、运输等传统产业,还涉及到生物、通讯、信息、管理等新兴行业。
由于自动控制理论和自动控制系统获得了如此广泛的应用,所以自动控制的发展必将受到各行各业的关注。
本文就是对控制理论和控制系统的发展历史进行综述,叙述控制发展的各个阶段。
还有就是控制理论和控制系统的今后的发展趋势。
一,控制理论的发展历史及趋势1,早期的自动控制装置及自动控制技术的形成古代人类在长期生产和生活中,为了减轻自己的劳动,逐渐产生利用自然界动力代替人力畜力,以及用自动装置代替人的部分繁难的脑力活动的愿望,经过漫长岁月的探索,他们互不相关地造出一些原始的自动装置。
约在公元前三世纪中叶,亚历山大里亚城的斯提西比乌斯首先在受水壶中使用了浮子。
按迪尔斯(Diels)本世纪初复原的样品,注入的水是由圆锥形的浮子节制的。
而这种节制方式即已含有负反馈的思想(尽管当时并不明确)。
公元前500年,中国的军队中即已用漏壶作为计时的装置。
约在公元120年,著名的科学家张衡(78-139,东汉)又提出了用补偿壶解决随水头降低计时不准确问题的巧妙方法。
控制理论各历史阶段发展的特点
控制理论各历史阶段发展的特点经典控制理论在20世纪30到40年代,奈奎斯特、伯德、维纳等人的著作为自动控制理论的初步形成奠定了基础;二次大战以后,又经过众多学者的努力,在总结了以往的实践和关于反馈理论、频率响应理论并加以发展的基...经典控制理论(20世纪40-50年代)在20世纪30到40年代,奈奎斯特、伯德、维纳等人的著作为自动控制理论的初步形成奠定了基础;二次大战以后,又经过众多学者的努力,在总结了以往的实践和关于反馈理论、频率响应理论并加以发展的基础上,形成了较为完整的自动控制系统设计的频率法理论。
1948年又提出了根轨迹法。
至此,自动控制理论发展的第一阶段基本完成。
这种建立在频率法和根轨迹法基础上的理论,通常被称为经典控制理论。
经典控制理论以拉氏变换为数学工具,以单输入-单输出的线性定常系统为主要的研究对象。
将描述系统的微分方程或差分方程变换到复数域中,得到系统的传递函数,并以此作为基础在频率域中对系统进行分析和设计,确定控制器的结构和参数。
通常是采用反馈控制,构成所谓闭环控制系统。
经典控制理论具有明显的局限性,突出的是难以有效地应用于时变系统、多变量系统,也难以揭示系统更为深刻的特性。
当把这种理论推广到更为复杂的系统时,经典控制理论就显得无能为力了,这是因为它的以下几个特点所决定。
1.经典控制理论只限于研究线性定常系统,即使对最简单的非线性系统也是无法处理的;出描述方式,这就从本质上忽略了系统结构的内在特性,也不能处理输入和输出皆大于1的系统。
实际上,大多数工程对象都是多输入-多输出系统,尽管人们做了很多尝试,但是,用经典控制理论设计这类系统都没有得到满意的结果;2.经典控制理论采用试探法设计系统。
即根据经验选用合适的、简单的、工程上易于实现的控制器,然后对系统进行分析,直至找到满意的结果为止。
虽然这种设计方法具有实用等很多优点,但是,在推理上却是不能令人满意的,效果也不是最佳的,人们自然提出这样一个问题,即对一个特定的应用课题,能否找到最佳的设计。
控制理论的发展
宇宙哥伦布-加加林
Capsule used in first manned orbit of earth
In 1961, the first human to pilot a spacecraft, Yuri Gagarin, was launched by the Soviet Union aboard Vostok I.
(4) C. Shannon提出继电器逻辑自动化理论(1938),随后,发表专著《通信的数字 理论》(The Mathematical Theory of Communication),奠定了信息论的基础(1948)
C. E. Shannon
第二阶段。时间为20世纪60~70年代,称为“现代控制理论”时期。 第二阶段。时间为20世纪60~70年代,称为“现代控制理论”时期。 20世纪60 年代 这个时期,由于计算机的飞速发展,推动了空间技术的发展。 这个时期,由于计算机的飞速发展,推动了空间技术的发展。
数学与应用数学08-4班 王刚琦
控制理论的发展
更早 的探索
经典控制 理论时期
现代控制 理论时期 智能控制时期
20世纪40年代之前,科学家的早期探索。 20世纪40年代之前,科学家的早期探索。 世纪40年代之前
1)、我国北宋时期(1086~1089年)天 文学家苏颂、韩公廉建造的水运仪 象台。
2)、1681年法国物理学家、发明家巴本(D.Papin),发明了用作安全调节装置 的锅炉压力调节器。 3)、1765年,俄国人普尔佐诺夫(I.Polzunov)发明了蒸汽锅炉水位调节器。 4)、1788年,英国人瓦特(J.Watt)在他发明的蒸汽机 上使用了离心调速器,解决了蒸汽机的速度控制问题。
第一阶段。时间为20世纪40~60年代,称为“经典控制理论”时期。 第一阶段。时间为20世纪40~60年代,称为“经典控制理论”时期。 20世纪40 年代
控制理论与控制系统的发展历史及趋势
控制理论与控制系统的发展历史及趋势控制论一词Cybernetics,来自希腊语,原意为掌舵术,包含了调节、操纵、管理、指挥、监督等多方面的涵义。
因此“控制”这一概念本身即反映了人们对征服自然与外在的渴望,控制理论与技术也自然而然地在人们认识自然与改造自然的历史中发展起来。
根据控制理论的理论基础及所能解决的问题的难易程度,我们把控制理论大体的分为了三个不同的阶段。
这种阶段性的发展过程是由简单到复杂、由量变到质变的辩证发展过程。
一、经典控制论阶段(20世纪50年代末期以前)经典控制理论,是以传递函数为基础,在频率域对单输入---单输入控制系统进行分析与设计的理论。
1、控制系统的特点单输入---单输出系统的,线性定常或非线性系统中的相平面法也只含两个变量的系统。
2、控制思路基于频率域内传递函数的“反馈”和“前馈”控制思想,运用频率特性分析法、根轨迹分析法、描述函数法、相平面法、波波夫法,解决稳定性问题。
3、发展事件回顾1)我国古人发明的指南车就应用了反馈的原理2)1788年J.Watt在发明蒸汽机的同时应用了反馈思想设计了离心式飞摆控速器,这是第一个反馈系统的方案。
3)1868年J.C.Maxwell为解决离心式飞摆控速器控制精度和稳定性之间的矛盾,发表《论调速器》,提出了用基本系统的微分方正模型分析反馈系统的数学方法。
4)1868年,韦士乃格瑞斯克阐述了调节器的数学理论。
5)1875年E.J.Routh和A.Hurwitz提出了根据代数方程的系数判断线性系统稳定性方法6)1876年俄国学者N.A.维什涅格拉诺基发表著作《论调速器的一般理论》,对调速器系统进行了全面的理论阐述。
7)1895年劳斯与古尔维茨分别提出了基于特征特征根和行列式的稳定性代数判别方法。
8)1927年H.S.Black发现了采用负反馈线路的放大器,引入负反馈后,放大器系统对扰动和放大器增益变化的敏感性大为降低。
9)1932年H.Nyquest采用频率特性表示系统,提出了频域稳定性判据,很好地解决了Black 放大器的稳定性问题,而且可以分析系统的稳定裕度,奠定了频域法分析与综合的基础。
现代控制理论的若干进展及展望(一)
现代控制理论的若干进展及展望(一)控制理论是关于各种系统的一般性控制规律的科学。
它研究如何通过信号反馈来修正动态系统的行为和性能,以达到预期的控制目的。
实际系统往往含有许多未知的不确定性因素,为了对它进行有效的控制,就要对它进行辨识、建模或跟踪,对量测信号进行包括滤波、预测、状态估计在内的现代控制理论的若干进展及展望各种科学处理,然后设计反馈控制规律,使系统的某些性能达到预期的最优指标。
自动控制的历史可分为下列4个时期:1)早期(-1900);2)预古典期(1900-1940);3)古典期(1935-1960);4)现代时期(1955-)。
古典控制理论主要讨论单输入单输出线性系统,代表性的理论和方法包括Routh_Hurwitz稳定性判据,Nyquist分析、Bode图、Ziegler_Nichols调节律和Wiener滤波等。
单复变函数论和平稳过程理论等是古典时期重要的数学工具。
进入现代时期后,随着研究范围及深度的扩大,控制理论几乎涉及到所有的数学分支,以至作为自动控制技术基础的控制理论,也被认为是应用数学的分支之一。
现代控制理论诞生的标志包括前苏联数学家Понтрягин的极大值原理,美国数学家Bellman的动态规划和Kalman的递推滤波以及能控性、能观测性、反馈镇定等代数理论的出现等。
本文拟对近期国内外控制理论的若干进展与热点,以及它的特色与趋势进行简要介绍。
由于篇幅和作者的知识面及研究兴趣所限,难以做到面面俱到,不周之处望读者谅解。
一、进展与热点近年来,控制理论在非线性系统控制、分布参数系统控制、系统辨识、随机与自适应控制、稳健控制与分析、离散事件动态系统、智能化控制等几个主要方向上取得了重要进展。
预计今后若干年内,这些方向仍将是控制理论发展的中心。
下面分别对它们的主要进展、热点及问题进行简要介绍:1、非线性系统控制在非线性控制方面,对仿射非线性系统,证明了用状态非线性反馈及局部微分同胚把它线性化的充分必要条件,它是用Lie代数、分布等来表达的,并且在机械臂、直升飞机与电力系统控制等一些实际工程问题中得到应用。
内部控制国内外研究现状
内部控制的国内外研究现状分析一、内部控制理论国外研究状况分析内部控制概念的提出至今已有五十多年历史。
内部控制, 是在内部牵制的基础上,由企业管理人员在经营管理实践中创造, 并经审计人员理论总结而逐步完善的自我监督和自行调整体系。
在其漫长的产生和发展过程中, 大体经历了萌芽期、发展期和成熟期三个历史阶段, 即内部控制、内部控制结构和内部控制整体框架三个阶段。
从1949 年美国会计师协会(AICPA) 的审计程序委员会在《内部控制:一种协调制度要素及其对管理当局和独立注册会计师的重要性》的报告中,首次对内部控制作了定义。
内部控制在50 年时间内分为三个发展阶段,第一阶段到第二阶段经历近40 年,而第二阶段到第三阶段惟独5 年时间。
内部控制之所以有这么快的发展速度,除企业内部管理自身因素外,外部特别是政府的推动亦是关键因素。
在美国20 世纪70 年代到80 年代,政府通过一系列措施推动内部控制的实施。
80 年代一些舞弊性财务报告和企业“突发"破产事件导致美国国会一些议员对财务报告制度的恰当性提出了疑问,特别是上市公司内部控制的恰当性, 由此成立Treadway 委员会 ( 即反对虚假财务报告委员会) ,并发表了著名的COSO 报告。
20 世纪80 年代证券交易管理委员会( SEC) 也对内部控制产生一定的影响。
SEC 在1980 年的S—X 规则303 条款中要求上市公司披露“管理当局讨论和分析( MD&A) ”的信息。
MD&A 要求揭示上市公司财务和经营相关的当前和未来的流动性和其它情况,所以要求向公众提供更多未来经管责任的情况,包括内部控制等内容. “安然”事件发生后, 美国国会于2002 年7 月通过《萨班斯—奥克斯利法案》( Sarbanes —Oxley Act) ,强化了一系列控制措施,如彻底由独立董事组成的审计委员会对财务报告、内部控制检查等。
COSO 报告指出:内部控制是一个过程, 受企业董事会、管理当局和其他员工影响, 旨在保证财务报告的可靠性、经营的效果和效率以及现行法规的遵循。
控制理论发展历史
控制理论发展历史综述一:20世纪40年代末-50年代的经典控制理论时期,着重解决单输入单输出系统的控制问题,主要数学工具是微分方程、拉氏变换、传递函数;主要方法是时域法、频域法、根轨迹法;主要问题是系统的稳、准、快。
二:20世纪60年代的现代控制理论时期,着重解决多输入多输出系统的控制问题,主要数学工具是以此为峰方程组、矩阵论、状态空间法主要方法是变分法、极大值原理、动态规划理论;重点是最优控制、随即控制、自适应控制;核心控制装置是电子计算机。
三:20世纪70年代之后的先进控制理时期,先进控制理论是现代控制理论的发展和延伸。
先进控制理论内容丰富、涵盖面最广,包括自适应控制、鲁棒控制、模糊控制、人工神经网络控制等。
经典控制理论经典控制理论适用于单输入、单输出的线性定常(参数不随时间而变)系统。
发展过程1.原始阶段中国,两千年前我国发明的指南车:一种开环自动调节系统,它利用差速齿轮原理,利用齿轮传动系统,根据车轮的转动,由车上木人指示方向。
不论车子转向何方,木人的手始终指向南方,“车虽回运而手常指南”。
2.起步阶段人类社会发展,有一个点把人类社会的发展分成两大部分,那就是工业革命。
18世纪中叶之前,不管你什么怎么划分人类社会也好(农业牧业手工业),社会的发展始终离不开人力,就是必须得有人亲自去做。
18世纪中叶之后,机器的出现,使得以机器取代了人力,所以称之为革命。
然后机器的出现变革了人类的整个历史,直至现代社会文明的如此进步。
工业革命的开始的标志为哈格里夫斯发明的珍妮纺纱机,而工业革命的标志是瓦特改良蒸汽机,为什么扯这么多?如果机器不能控制,那和工具又有什么区别?所以工业革命的标志是瓦特改良蒸汽机。
钱学森也在最新一版的工程控制论中提到技术革命。
1769年,控制思想首次应用于工业控制的是瓦特,发明用来控制蒸汽机转速的飞球离心控制器。
以后人们曾经试图改善调速器的准确性,却常常导致系统产生振荡。
1868年以前,这一百年来,自动控制装置的设计还出于“直觉”阶段,没有系统的理论指导,因此在控制系统的各项性能(稳、准、快)的协调方面经常出现问题。
控制理论的进展
朗道 ndau
与此同时,关于系统辨识、最优控制、离散时 间系统和自适应控制的发展大大丰富了现代控制理 论的内容。
美国George Devol研制出第一台工业机器人样机(1954), 两年后,被称为机器人之父的Joseph Engelberger创立了第 一家机器人公司。
第三个时期 大系统理论时期 70年代
规模庞大 结构复杂 变量参数多 目标不单一 生物系统 社会系统 机器人
计算机集成制造系统
美国“哥伦比亚”号航天飞机首次发射成功 (1981年) 。
李雅普诺夫
1895年英国数学家劳斯(E.J. Routh)和德国数学家胡 尔维茨(A. Hurwitz)把麦克斯韦的思想扩展到高阶微 分方程描述的更复杂的系统中,各自提出了两个著 名的稳定性判据—劳斯判据和赫尔维茨判据。基本 上满足了二十世纪初期控制工程师的需要。
劳斯
赫尔维茨(Hurwitz)
由于第二次世界大战需要控制 系统具有准确跟踪与补偿能力, 1932年美国物理学家奈奎斯特 (H.Nyquist)提出了频域内研 究系统的频率响应法,为具有 高质量的动态品质和静态准确 度的军用控制系统提供了所需 的分析工具。
控制理论的进展
课程介绍
过程控制 通讯技术 电力电子技术 计算机技术
自动控制 原理
自动控制理论
现代控 制理论
线性系统 理论
古典控 制理论
复变函数
积分变换
微积分
线性代数
现代控制理论基础的内容和发展
线性系统理论
最优估计理论 自适应控制理论
最优控制理论
系统辨识理论 智能控制理论
以“三论”(系统论、信息论、控制论)为代表的科 学方法论,是二十实际以来最伟大的成果。它的崛起 为人类认识世界和改以维纳的《控制论》为标志,1948年正式形成。
国内外内部控制理论比较研究
国内外内部控制理论比较研究在对国外有关内容总结的理论基础上,分别从内部控制的目标、机制、与公司治理的关系、信息披露状况、评价状况和与风险管理的关系六个方面分析我国现阶段内部控制理论的发展方向和进度,以期能从中发现还未深入研究的方面,为学者们进一步的研究奠定一定的基础。
标签:国外研究国内研究中图分类号:F2 文献标识码:A文章编号:16723198(2012)100064011 国外内部控制理论研究国外内部控制理论随着经济环境的改变,管理实践的丰富,越来越来完善,涉及的内容也越来越全面。
内部控制理论的发展经历了内部牵制、内部控制制度、内部控制结构、内部控制整体框架以及企业全面风险管理框架五个阶段。
1.1 内部牵制阶段最早内部牵制的概念中包括了职责分工、会计纪录和人员轮换三个要素。
之后有了一个完整的定义:内部牵制是账户和程序组成的协作系统,以职务分离和交互核对为重点,防止舞弊的发生。
1.2 内部控制制度阶段1929年出现的经济危机在很大程度上推动了内部控制理论的发展。
危机过后,各企业认识到控制与监督的活动不能仅仅局限于了财务与会计,应该包含了所有部门和全部经营活动。
1949年美国会计师协会首次提出内部控制的概念,其中内部控制被认为是协调各方面的组织计划和与之相互配套的各种方法及措施,目的在于确保会计资料可靠性和完整性、提高经营效率、保护资产及推动管理部门制定的各项政策得以贯彻执行。
1.3 内部控制结构阶段西方国家对内部控制研究进一步深化发生在20世纪80年代之后。
内部控制结构首次取代内部控制的概念,企业的内部控制结构主要的特点表现在是一种既定的程序上,具体包括的内容有内部控制环境、会计制度和控制程序。
1.4 内部控制整体框架阶段90年代美国COSO委员会提出的报告《内部控制整体框架》中指出内部控制是企业从上至下所有员工都要参与的,提高营运效率、保证财务报告的可靠性、遵循相关法令等目标的实现而提供合理保证的过程。
国内外控制水平发展水平
自动控制是指机器或装置在无人干预的情况下自动进行操作,它是围绕着工业生产的需要而形成和发展起来的,已广泛应用于人类社会的各个方面。
[1]它历经前期控制、经典控制前期、经典控制、现代控制、大系统理论阶段与智能控制理论阶段四个发展时期。
一、前期控制(1400B.C.-1900):在古代具有反馈控制原理的控制装置就有了。
这方面最有代表性的例子当属古代的计时器“水钟”( 在中国叫作“刻漏”,也叫“漏壶” )。
据古代锲形文字记载和从埃及古墓出土的实物可以看到,巴比伦和埃及在公元前1500年以前便已有很长的水钟使用历史了。
[3]二、经典控制前期(1900-1935):E·Sperry(1860-1930),创立Sperry公司。
由他们设计和制造的陀螺仪和各种控制装置被广泛地应用到二战时期的美国军舰、鱼雷、火炮、雷达和飞机上。
L·Sperry(1892-1923),在1914年的巴黎航展中,成功地演示了陀螺仪全自动机身平衡与稳定,为航空业的快速发展作出了重要的贡献。
三、经典控制(1935-1950):经典控制理论,是以传递函数为基础,在频率域对单输入---单输入控制系统进行分析与设计的理论[6]1、控制系统的特点:单输入---单输出系统的,线性定常或非线性系统中的相平面法也只含两个变量的系统。
2、控制思路:基于频率域内传递函数的“反馈”和“前馈”控制思想,运用频率特性分析法、根轨迹分析法、描述函数法、相平面法、波波夫法,解决稳定性问题。
3、发展事件回顾[6][7](1)美国贝尔实验室的H·Bode(1938)以及Nyquist(1940)提出频率响应法。
(2)美国Taylor仪器公司的J·G·Ziegler和N·B·Nichols提出PID参数的最佳调整法(1942)。
(3)美国W·Evans提出根轨迹法(Root Locus Method)(1948),以单输入线性系统为对象的经典控制研究工作完成。
控制理论发展史
控制论之父——韦纳
2.我国著名科学家钱学森将控制理论应用于工程实 践,并与1954年出版了《工程控制论》。
钱学森
从四十年代到五十年代末,经典控制理论的 发展与应用使整个世界的科学水平出现了巨大 的飞跃,几乎在工业、农业、交通运输及国防 建设的各个领域都广泛采用了自动化控制技术。 (可以说工业革命和战争促使了经典控制理论 的发展)。
控制理论的产生和发展要分为以下几个发展阶段:
第一阶段: 经典(自动)控制理论
经典控制理论即古典控制理论,也称为自动控制理论。它 的发展大致经历了以下几个过程:
一 萌芽阶段
如果要追朔自动控制技术的发展历史,早在两千年前中国 就有了自动控制技术的萌芽。
1. 两千年前我国发明的 指南车,就是一种开 环自动调节系 统。
钱学森
钱学森,1911年12月11日生,浙江杭州人,1959年8月 加入中国共产党,博士学位。 1929年至1934年在上海交通大学机械工程系学习。1935 年至1939年在美国麻省理工学院航空工程系学习,获硕士 学位。1936年至1939年在美国加州理工学院航空与数学系学 习,获博士学位。1939年至1943年任美国加州理工学院航空 系研究员。1943年至1945年任美国加州理工学院航空系助理 教授(其间:1940年至1945年为四川成都航空研究所通信研 究员)。1945年至1946年任美国加州理工学院航空系副教授。 1946年至1949年任美国麻省理工学院航空系副教授、空气动 力学教授。1949年至1955年任美国加州理工学院喷气推进中 心主任、教授。 1955年回国。1955年至1946年任中国科学院力学研究所所长、研究员,国防部第五研究 院院长。1965年至1970年任第七机械工业部副部长。1970年至1982年任国防科工委科学 技术委员会副主任,中国科协副主席。还历任中国自动化学会第一、二届理事长,中国 宇航学会、中国力学学会、中国系统工程学会名誉会长,中科院主席团执行主任、数学 物理学部委员。1986年至1991年5月任中国科协第三届全委会主席。1991年5月在中国科 协第四次全国代表大会上当选为科协名誉主席。1992年4月被聘为中科院学部主席团名誉 主席。1994年6月当选为中国工程院院士。
控制理论综述及其发展方向
控制理论的综述及发展方向1 控制理论的产生控制理论作为一门学科,它的真正应用开始于工业革命时期,即1788年瓦特发明蒸汽机飞球调速器。
该种采用机械式调节原理实现的蒸汽机速度自动控制是自动化应用的第一个里程碑。
二次大战前,控制系统的设计因为缺乏系统的理论指导而多采用试凑法,二次大战期间,由于建造飞机自动驾驶仪、雷达跟踪系统、火炮瞄准系统等军事设备的需要,推动了控制理论的飞跃发展。
1948年美国数学家维纳总结了前人的成果,认为世界存在3大要素:物质、能量、信息,发表了著名的《控制论》,书中论述了控制理论的一般方法,推广了反馈的概念,从而基本上确立了控制理论这门学科[1]。
2 控制理论的分类控制理论的发展分为经典控制理论阶段、现代控制理论阶段及大系统智能控制理论阶段,下面将详细介绍各个控制理论的特点及优缺点[2]。
2.1 经典控制理论自动控制理论中建立在频率响应法和根轨迹法基础上的一个分支。
经典控制理论的研究对象是单输入、单输出的自动控制系统,特别是线性定常系统。
经典控制理论的特点是以输入输出特性(主要是传递函数)为系统数学模型,采用频率响应法和根轨迹法这些图解分析方法,分析系统性能和设计控制装置。
经典控制理论的数学基础是拉普拉斯变换,占主导地位的分析和综合方法是频率域方法。
[3]经典控制理论主要用于解决反馈控制系统中控制器的分析与设计的问题。
如图1所示为反馈控制系统的简化原理框图。
图1 反馈控制系统简化原理框图典型的经典控制理论包括PID控制、Smith控制、解耦控制、串级控制等。
常接触到的系统,如机床和轧钢机中常用的调速系统、发电机的自动调节系统以及冶炼炉的温度自动控制系统等,这些系统均被当作单输入—单输出的线性定常系统来处理。
如果把某个干扰考虑在内,也只是将它们进行线性叠加而已。
解决上述问题时,采用频率法、根轨迹法、奈氏稳定判据、期望对数频率特性综合等方法是比较方便的,所得结果在对精确度、准确度要求不高的情况下是完全可用的。
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甚至没有一个称呼这个领域的简单名称。这不适宜于这个领域未
来的发展。
12
1947年维纳将反复讨论的学科命名为
Cybernetics,他是从希腊字ή(相当
于英文字 “governor” 原意为“掌舵人”、 “驾驭者”)引用来的,汉译为‘控制论’。 并于1948年出版了他的震动世界学术界的题为 《控制论:或在动物和机器中的通讯和控制的
(以纪念J. Maxwell的“On Governors”论文 “关于调节器”---1868年)
“控制论”被认为是综合性、边缘性、基础性的科学。
14
反馈方法
反馈概念已经发展成为一种处理问题的方法,称为反馈方法。其含义是
将系统结果(输出)的一部分,经过处理后再送到输入端,
以调整系统的再输出。用维纳的话来说,就是根据过去的操作情 况去调整未来的行为。反馈方法
这是1950年维纳在出版的小 册子,其中,着重论述了通
信、法律、社会政策等等与
控制论的联系。进一步认为 控制论在社会系统中应用的 可能性已经出现。
28
控制论的其他概念
认知控制
必需变异度定律 自组织系统
二阶控制论
29
认知控制
Macy 基金会支持的这些会议的主席、 MIT 教授 沃伦 • 麦卡
洛克(Warren McCulloch)是扩大控制论范畴上的一位重要
控制论国内外发展情况
1
控制论的创立和发展
上世纪30年代末起以哈佛大学医学院教 授、墨西哥生理学家 A.罗森勃吕特(
Rosenblueth)和美国马省理工学院数学
教授 N. 维纳(Wiener) 为首、不同领域的 ‘一群科学家来’,每月一次举办的关 于科学方法论的讨论会。
A.罗森勃吕特
N.维纳
2
和高等数学中的特别积分---稳态
解, 都是一个概念。
生物体的内分泌
动物体内这个稳态恰可以与工程控制系统中的稳态相类比。
这个概念的建立,意味着人类对生命活动的认识进入一
个新阶段。
8
上世纪1943年冬1944年初之间由维纳和博弈论及二进
制计算机创始人J.冯.诺依曼(von Neumann)发起在
普林斯顿召开了对信息与控制(控制论)的全面讨论 会。其中包括数学家、生理学家、心理学家、社会学 家和经济学家、工程师等;
心灵( mind )事实上 是大脑与想法、物质的
与抽象的,科学与哲学
的交汇处。
32
物质的
Brain 大脑 Mind 心灵
抽象的
Knowledge 知识
心灵事实上是大脑与想法、物质的与抽象的,科学与哲学的 交汇处。
33
Physical
Philosophical
物理的
哲学的
实验认识论
Experimental Epistemology
10
۞
反馈基本概念 的推广
人手从地上拾起一枝铅笔 手的震颠(目的震颠),
不能拾 起铅笔, 是由 于小脑受伤;这种情况与 自动控制系统的自振荡很相似。
手不能拾起铅笔还可由于所谓“运动共济失调”病,由于梅
毒
引起的脊髓痨)
心跳、血压、体温等自动调节系统
11
早在1944年以前,围绕维纳和罗森勃吕特的一群 科学家就已经认识到有关通信、控制和统计力学 的一系列核心问题的统一,不管这些问题是机器 中的还是活的机体中的。他们发现关于这些问题 的文献缺乏统一,没有任何共同的术语,
飞机,这就是他的著名的维纳控制系统统计动力学和滤
波及预测方法。依此来设计由雷达控制的各种高射火炮 的俯仰角和方位角控制,以自动跟踪高空的高速飞机进 行命中射击,在第二次世界大战中曾立下赫赫战功。
7
与会者发现在完全不同的领域里,
有些概念是相同的:譬如生物体
内的稳态(homeostasis)。机器
的稳态(steady-state),电气工程
20
目前在管理控制论的范畴内,就有财务、金融、会计、通货、成本、产
品质量等二十几种控制论的论著发表。国际上通行的做法是只有够得上 分支或亚分支的才冠以“某某控制论”。对较小问题的控制论成果的
表述方式为“基于(或应用)控制论对….的研究”(…Cybernetic
approach to…)。因此,国内“某某控制论”的‘提法’似乎太多, 已经成为国内有关学术界一种值得注意的倾向。学者们应用控制论的观 点、方法试图解决某一具体问题,有一定的新见解,不等于已创立一
控制论
(1948,1961)
生物控制论、医学控制论、 神经控制论 工程控制论
(1954)
发展出各分支:
经济控制论
管理控制轮
(1975)
社会控制论
(1978)
人口系统控制
(1979)
军事控制论
(上世纪60年代)
自然控制论?
(上世纪90年代)
图1-4 作出突出贡献的 中国科学家钱学森
生态控制 环境控制 资源系统 气候系统
个新的“控制论分支”。哪些够得上新的分支是较为慎重的
事情,应由广大控制论学者、专家在大型专业会议上讨论来
得出大多数人认同的结论。
21
控制论的方法论
控制论和其他独立的学科一样,有它自己独特的方法论。方法论从
学科中提炼、升华出来,但它又不是学科本身,两者不能混同。本书
认为, 控制论的方法论可以归纳为:它强调对不同部门的系统进行信息分
过程模型化的工作。
图6-6 生物神经元示意图
5
科学的发展使专业领域(行业)分工非常细,各学者只
关心自己的领域,不侵入别人的“领地”,以至于同一概 念在不同领域重复着,有着不同的名称。一个领域里的有
些新概念,在另一领域已经成为‘古典’的了。
专业化成为了一种必需,也是一种枷锁.
6
1941年起,维纳受美国政府的委托研究高射炮自动瞄准
一百多年来以调节和反馈为核心的控制和自动化技术发展为控制论的发展, 提供了工程对象(即维纳所称的‘机器’)的控制理论和大量实用成果。用
逻辑语言(逻辑代数)来研究开关电路系统的专著也已经在六十多年
前问世了。
4
神经生理学家早已发现神经元和神经系统
的“全或无”法则。而神经元的这种特性,
类似于电路中的替续(继电器)式特性、 计算机中的触发器特性。这推动了思维
人物。
30
神经生理学
Neurophysiology
+
数学
哲学
Mathematics
+
Philosophy
W. 麦卡洛克 作为一位经过训练的精神病专家,他将自己在 神经生 理学、数学与物理的知识结合起来以更好地理解非常复杂 系统。
31
…而知识通常被认为是不可见的,是抽象的,麦卡 洛克 认识到知识是在人体的一个物理器官中形成的,即大脑。
控制论(Cybernetics)是研究动 物、机器和社会等系统中控制、 反馈和通讯的共同规律的科学。
没多久“动物”二字就被“生命体”
所替代。
德国生物控制论学者Drischel,
H. 说过,到1973年一共提出过
17
超过100个“控制论”的定义。
目前“控制论”的定义适宜更新表述为:利用经
典和现代控制理论以及智能控制和 人工智能的技术对复杂系统的通信 和控制进行研究的科学;复杂系统 包括工程系统、生物系统(包括大
制论也即是自动控制理论。
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♣
三论“系统论”、“信息论”和“控制论”
自动控制系统是动态系统的一个代表。“系统”本身是“系 统科学” 这个科学技术部门的研究和应用的对象。其中直接 用于改造客观的工程方法和技术,称为系统工程。而其中用
于揭示系统普遍性质和一般规律的基础科学,称为“系统
论” 。 “系统论”、“信息论”和“控制论”一起俗称 “三论”,以“三论”为代表的新兴学科及其所孕育的科学 方法论,是20世纪以来最伟大的科学研究理论成果之一。它 的崛起为人类认识世界和改造世界提供了新的有力的武器。
会议的讨论非常激烈,以至于人类学家玛格丽特•米德 (Margaret
Mead) 在一次会议之后才发现她在会上把自己的一颗牙咬坏了。
后来的会议就较为平和了,因
为大家有了一系列共同的
经验,语言趋向一致
,可以互相理解了。
3
上世纪的第二次世界大战前后通信和自动控制技术都得到了迅速的发展。
在这些技术的各自领域里分别提出了一些理论,都积累了丰富的经验。
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♣
控制论的 历史遭遇
然而,控制论的整个或部分观点,一开始在前社会 主义阵营多数国家受到官方支持的某些学者的抵制
和批判。1956年的前苏联《大百科全书》称控制论 为“反动的伪科学”
26
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一本前苏联1954年再版的著名的自
动调整(控制)教科书的绪论(中
译本)称:“控制论者的主要目的 是要用机器来代替人,而在思想活 动方面要建立一支能服从帝国主义 需要的思维的机器。…”。幸好出
于意识形态的偏见和自然科学和社
会科学‘水火不容’的这种教条在 上世纪50年代中期后通过学术讨论
逐步被克服。
后期前苏联则企图用控制论改进其中央计划经济体制。
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《人有人的用处,控制论与社会》(The Human
Use of Human Beings, Cybernetics and Society)
理论等同起来。发生这类情况较多。有的论著宣称控制论就
是‘控制的理论’;更有部队新战士入伍,按条例要将头发剃 短,这当然有一番道理,形成论文“头发控制论”发表。
对于论
=需要进行控制的道理和议论; (2)控制论是…一种“方法论”…。