现代控制理论综述论文
现代控制理论课程论文 浙江大学
现代控制理论课程论文现代控制理论综述姓名XXXX学号XXXX学院机械工程学院班级XXXXX专业机械设计及理论学位类型学术型2014年11月21日摘要本文对现代控制理论做了一次完整综述,主要讲了现代控制理论的起源、内容、发展及其特点。
本文简要说明了现代控制理论的主要内容，对系统的状态和状态方程、线性控制系统的能控性和能观性、系统的稳定性分析、线性定常系统的常规综合、最优控制做了简要概述。
最后介绍了一下现代控制技术在21世纪的发展趋势，主要包括信息技术与控制技术的结合、虚拟现实及计算机仿真技术、集成控制技术。
关键词：现代控制理论，综述，主要内容，发展趋势AbstractThis paper made a complete summary modern control theory, concerning the origin, content, development and characteristics of modern control theory. This paper made a brief description of the main elements of modern control theory, including the system's status and state equations, linear control system controllability and observability, the stability analysis, conventional integrated of linear time-invariant systems and optimal control. Finally we made a introduction about the trends of modern control theory in modern control technology of the 21st century, including the combination of information technology and control technology, virtual reality and computer simulation technology and integrated control technology.Key words: Modern control theory, summary, main content, development trend目录第一章绪论 (1)1.1现代控制理论的起源与发展 (1)1.2现代控制理论的特点及主要内容简介 (1)1.3现代控制理论的学习意义 (1)第二章现代控制理论的主要内容 (2)2.1系统的状态和状态方程 (2)2.2线性控制系统的能控性和能观性 (2)2.3系统的稳定性分析 (2)2.4线性定常系统的常规综合 (3)2.5最优控制 (4)第三章现代控制技术在21世纪的发展趋势 (5)3.1信息技术与控制技术的结合 (5)3.2虚拟现实及计算机仿真技术 (6)3.3集成控制技术 (6)第四章总结与展望 (7)参考文献 (8)第一章绪论1.1现代控制理论的起源与发展经典控制理论考虑的对象比较简单，对象为单输入单输出、线性、时不变系统；使用图形化方法，从而依赖于设计人员的经验；不能具有处理多目标，不能揭示系统的内部特性。
现代控制理论论文
单元机组负荷控制解耦方法探讨一、引言近年来，在世界范围内发生了多次的电网事故，如2003年美国东北部和加拿大部分地区发生大面积停电， 2008年，中国的南方雪灾和汶川地震及美国东岸的暴雪灾害导致较大范围电网严重损毁，许多地区出现了较长时间的大面积停电，给社会和人民生活造成了很大影响；2010年，智利大地震，造成了全国范围的停电事故，全国80％人口受到影响；这些大面积停电的事故，不断加深了人们对电力系统的安全性和可靠性给以了高度的关注，加紧制定应对大停电事故的各种措施。
除加强电网建设外，发电厂的机组快速甩负荷（FCB）功能建设已引起了越来越高的关注。
尽管我国许多大机组都有FCB的设计，但在真正意义上100%负荷下成功实现者甚少。
上世纪80年代后,我国引进的部分火电项目配置了FCB的设计.由于种种原因,这些机组很难在满负荷下实现FCB.即使在个别文章所介绍的FCB试验中,似乎能够成功,但这仅是个试验而已,离实用尚有很大的距离.因为,许多类似的试验都事先采取了一系列的措施,试问,在电网突发事故时,是否能事先通知电厂,使其有充分的时间去做FCB的准备?具有完善的自动调节和保护功能，并能够实现快关、快开的所谓超弛控制。
某一电厂600WM机组为例，机组参数： FCB(Fast Cut Back-FCB)是指机组在高于某一负荷之上运行时，由于机组内部故障或外部电网故障而与电网解列，瞬间甩掉全部对外供电负荷，但是并没有发生MFT（master fuel trip主燃料跳闸）并保持锅炉在最低负荷运行，维持发电机带厂用电运行或停机不停炉的自动控制功能。
当机组实现FCB功能后，具备发电机解列带厂用电的能力，有助于电网在可能的最短时间内恢复正常，也有助于发电机组的安全停运。
二、FCB实现的介绍：2.1 FCB实现的条件当汽轮机或发电机跳闸时,机组锅炉中汽包水位低、炉膛火焰丧失、燃料丧失、炉膛压力高、炉膛压力低，以上任一条件满足且负荷大于140MW触发FCB，而此时要求锅炉本身没有发生MFT条件,汽轮机真空正常,高压旁路控制应在自动方式,燃料主控必须在自动方式。
现代控制理论综述—课程论文
论文题目现代控制理论综述姓名 *** 学号 ***学科(专业) ***所在学院机械工程学院任课教师*** 提交日期***目录摘要 (1)Abstract (1)1绪论 (2)现代控制理论 (2)现代控制理论的发展历程 (2)现代控制理论与经典控制理论的异同 (3)2 现代控制理论的基本内容 (5)线性系统理论 (5)非线性系统理论 (5)最优控制理论 (6)最优估计理论 (6)随机控制理论 (6)适应控制理论 (7)2.7 系统辨识理论 (7)3现代控制理论的其他研究方向 (8)智能控制 (8)鲁棒性分析与鲁棒控制 (8)模糊控制 (9)神经网络控制 (9)实时专家控制 (9)分布参数系统控制 (10)预测控制 (10)4 现代控制理论的发展趋势和展望 (11)现代控制理论的发展趋势 (11)现代控制理论的前景展望 (11)5 参考文献 (13)摘要本文首先介绍了现代控制理论的发展历程以及现代控制理论和经典控制理论二者的异同点，然后介绍了现代控制技术的基本内容,之后又对现代控制理论目前研究的一些方向作了简要说明，包括智能控制、鲁棒控制、模糊控制、神经网络控制及实时专家控制等。
最后总结了现代控制技术的发展特点以及发展趋势。
关键词:现代控制理论控制概述发展内容AbstractThe paper introduces the development process of modern control at first. And then it compares the differences and similarities between modern control and classical control . Besides,it introduces the basic content of modern control technology and some new research directions , such us Intelligent control,robust control, fuzzy control, neural network control and real-time expert control ,etc. At last , this paper pointesout the development characteristics and development trend of modern control technology.Keywords: modern control technology control overview development content1绪论1.1现代控制理论现代控制理论是在经典控制理论基础上逐步发展起来的，建立在状态空间法基础上的一种控制理论，研究多输入多输出、变参数、非线性、高精度、高效能等控制系统的分析与设计问题，是自动控制理论的一个主要组成部分。
现代控制理论的论文
第一章经典控制理论和现代控制理论本学期学习了现代控制理论课程的主要内容，现代控制理论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。
在现代控制理论中，对控制系统的分析和设计主要是通过对系统的状态变量的描述来进行的，基本的方法是时间域方法。
现代控制理论比经典控制理论所能处理的控制问题要广泛得多，包括线性系统和非线性系统，定常系统和时变系统，单变量系统和多变量系统。
它所采用的方法和算法也更适合于在数字计算机上进行。
现代控制理论还为设计和构造具有指定的性能指标的最优控制系统提供了可能性。
现代控制理论的名称是在1960年以后开始出现的，用以区别当时已经相当成熟并在后来被称为经典控制理论的那些方法。
现代控制理论已在航空航天技术、军事技术、通信系统、生产过程等方面得到广泛的应用。
现代控制理论的某些概念和方法，还被应用于人口控制、交通管理、生态系统、经济系统等的研究中。
以下是经典控制理论和现代控制理论的比较：1、经典控制理论：(1)理论基础：Evens的根轨迹，Nyquist稳定判据。
(2)研究对象：线性定常SISO系统分析与设计。
(3)分析问题：稳、准、快(4)采用方法：是以频率域中传递函数为基础的外部描述方法。
(5)数学描述：高阶微分方程、传递函数、频率特性;方块图、信号流图、频率特性曲线。
(6)研究方法：时域法、根轨迹法、频率法。
2、现代控制理论：(1)理论基础：李雅普诺夫稳定性理论，Bellman动态规划，Понтрягин极值原理，Kalman 滤波。
(2)研究对象：MIMO系统分析与设计（复杂系统：多变量、时变、非线性）(3)分析问题：稳、准、快(4)设计（综合）问题：1)采用方法：是以时域中（状态变量）描述系统内部特征的状态空间方法为基础的内部描述方法。
2)数学描述：状态方程及输出方程、传递函数阵、频率特性；状态图、信号流图、频率特性曲线。
3)研究方法：状态空间法（时域法）、频率法。
现代控制理论结课论文
现代控制理论方法综述研电1610 秦晓 1162201332摘要：本文将控制理论方法分为现代控制理论基础，线性最优控制，非线性最优控制三大部分，查阅文献，综述了每一部分中的经典控制方法，以及每种控制方法的优缺点和在工业中的应用，最后提出了目前在现代控制理论中依旧存在的问题。
1.引言电力系统是一个复杂的非线性动态大系统，对于这个规模庞大的系统，研究其运行的动态特性进而构建先进的安全控制系统是极富挑战性的课题。
同时，各种新技术的应用，一方面增强了系统的调控能力和经济效益，另一方面也极大的增加了电网控制的复杂性，对电力系统的安全稳定运行提出了更严格的要求。
因此，改善与提高我国电力系统的动态品质、安全稳定和经济性成为了电力工作者的首要任务。
提高电力系统稳定性的最经济和最有效的手段之一是采用先进的控制理论和方法。
在过去的时间里，电力工作者们为改进与发展电力系统控制技术进行了大量研究。
本文主要梳理总结电力系统在现代控制方面的研究成果，分析了电力系统控制技术的发展趋势，并总结了目前现代控制理论还需要解决的问题。
2.现代控制的基础现代控制理论的基础是经典控制理论，在20世纪20年代到50年代间，为了满足第二次世界大战前后军事技术和工业发展的需求，经典控制理论有了飞速的发展。
经典控制理论主要研究线性时不变、单输入单输出的控制问题。
在分析和设计大型反馈控制系统时，经典控制论主要采用频域法，其中以 Nyquist 判据、Bode 图和根轨迹法最为广泛[1~2]。
经典控制理论的设计目标是使闭环系统特征方程的特征根全部位于左半开平面上。
上述设计目标可以描述为一类无目标函数的优化问题，即约束满足问题。
由于使系统稳定的控制器解并不唯一，所以根据经典控制理论设计的PID 控制器往往带有较大的冗余性[3]。
也正是由于经典控制理论设计目标及方向简单明确，计算方便，特别适合需要依赖工程经验或现场测试进行控制器设计的系统，所以至今仍在工业中广泛应用。
现代控制理论论文
李雅普诺夫稳定性理论李雅普诺夫稳定性理论是近代控制理论中一个重要的组成部分，它在近代控制理论中的最优控制，最优估计，滤波和自适应控制，神经网络等方面发挥了极其重要的作用。
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，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，即便对这些极简单的对象、对象描述及控制任务，理论上也尚不完整，从而促使现代控制理论的发展——对经典理的精确化、数学化及理论化。
俄国数学家和力学家李雅普诺夫在1892年所创立的用于分析系统稳定性的理论。
对于控制系统，稳定性是需要研究的一个基本问题。
在研究线性定常系统时，已有许多判据如代数稳定判据、奈奎斯特稳定判据等可用来判定系统的稳定性。
李雅普诺夫稳定性理论能同时适用于分析线性系统和非线性系统、定常系统和时变系统的稳定性，是更为一般的稳定性分析方法。
李雅普诺夫稳定性理论主要指李雅普诺夫第二方法，又称李雅普诺夫直接法。
李雅普诺夫第二方法可用于任意阶的系统，运用这一方法可以不必求解系统状态方程而直接判定稳定性。
对非线性系统和时变系统，状态方程的求解常常是很困难的，因此李雅普诺夫第二方法就显示出很大的优越性。
与第二方法相对应的是李雅普诺夫第一方法，又称李雅普诺夫间接法，它是通过研究非线性系统的线性化状态方程的特征值的分布来判定系统稳定性的。
第一方法的影响远不及第二方法。
在现代控制理论中，李雅普诺夫第二方法是研究稳定性的主要方法，既是研究控制系统理论问题的一种基本工具，又是分析具体控制系统稳定性的一种常用方法。
现代控制理论综述论文
论文题目：现代控制理论综述摘要本文是对现代控制理论课程的完整综述，现代控制理论的主要内容包括控制系统的状态空间表达式及其解，线性控制系统的能控性和能观性，稳定性与李雅普诺夫方法，线性定常系统的综合以及最优控制理论等部分。
本文通过对控制理论各部分的阐述，构出了现代控制理论的主要框架及各部门的基本内容。
关键词：现代控制；状态方程；稳定性；最优控制；AbstractThis article is a complete review of modern control theory course, the main contents of the modern control theory, including the control system of the state space expression and its solution, the controllability of linear control systems and can view, stability and Lyapunov method, the synthesis of linear time-invariant system and optimal control theory. This article through to all parts of the control theory, compose the main framework of modern control theory and the basic content of each department.Keywords: Modern control; State equation;Stability;Optimal control目录摘要 (I)Abstract ........................................................... I I一、控制理论的发展历史 (1)二、现代控制理论的基本内容 (2)2.1 控制系统的状态空间表达式 (3)2.2 线性控制系统的能控性和能观性 (3)2.2.1 线性控制系统的能控性 (3)2.2.2 线性控制系统的能观性 (4)2.3 自动控制系统的稳定性 (5)2.4 最优控制 (6)三、控制理论的发展展望 (6)四、总结 (6)参考文献 (8)一、控制理论的发展历史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。
现代控制理论论文
非线性系统的鲁棒自适应控制Robust Adaptive Control of Uncertain Nonlinear Systems郝仁剑 3120120359摘要：本文以非线性系统的控制问题为背景，介绍了多种经典的非线性系统的控制方法以及研究进展，分析了各种控制方法存在的优点和不足。
着重介绍了鲁棒自适应控制在非线性系统中的应用，结合该领域的近期研究进展和实际应用背景，给出对鲁棒自适应控制的进一步研究目标。
关键词：非线性系统鲁棒控制自适应控制1.前言任何实际系统都具有非线性特性，非线性现象无处不在。
严格地说，线性特性只是其中的特例，但是非线性系统与线性系统又具有本质的区别。
由于非线性系统不满足叠加原理，因此非线性特性千差万别，这也给非线性系统的研究带来了很大的困难。
同时，对于非线性系统很难求得完整的解，一般只能对非线性系统的运动情况做出估计。
众所周知，控制理论经历了经典控制理论和现代控制理论两个发展阶段。
在第二次世界大战前后发展起来的经典控制理论应用拉普拉斯变换等工程数学工具来分析系统的品质。
它广泛地应用于单输入单输出、线性、定常、集中参数系统的研究中。
随着控制对象的日益复杂以及人们对控制系统精度的不断提高，经典控制理论的局限性就暴露出来了。
在20世纪50年代，Bellman根据最优原理创立了动态规划。
同时庞特里亚金等学者创立了最大值原理。
后来，Kalman提出了一系列重要的概念，如可观性，可控性，最优线性二次状态反馈，Kalman滤波等。
这些理论和概念的提出大大促进了现代控制理论的发展。
控制系统的设计都需要以被控对象的数学模型为依据，然而对于任何被控对象不可能得到其精确的数学模型，如在建立机器人的数学模型时，需要做一些合理的假设，而忽略一些不确定因数。
不确定性的必然存在也正促使了现代控制理论中另一重要的研究领域——鲁棒控制理论的发展。
Zmaes关于小增益定理的研究以及Kalman关于单输入单输出系统LQ调节器稳定裕量的分析为鲁棒控制理论的发展产生了重要的影响。
现代控制论文
最优控制方法及其应用摘要最优控制是现代控制理论的核心，它研究的主要问题是：在满足一定约束条件下，寻求最优控制策略，使得性能指标取极大值或极小值，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。
可概括为：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。
从数学上看，确定最优控制问题可以表述为：在运动方程和允许控制范围的约束下，对以控制函数和运动状态为变量的性能指标函数（称为泛函）求取极值（极大值或极小值）。
解决最优控制问题的主要方法有古典变分法（对泛函求极值的一种数学方法）、极大值原理和动态规划。
最优控制已被应用于综合和设计最速控制系统、最省燃料控制系统、最小能耗控制系统、线性调节器等。
研究最优控制问题有力的数学工具是变分理论，而经典变分理论只能够解决控制无约束的问题，但是工程实践中的问题大多是控制有约束的问题，因此出现了现代变分理论。
现代变分理论中最常用的有两种方法。
一种是动态规划法，另一种是极小值原理。
它们都能够很好的解决控制有闭集约束的变分问题。
值得指出的是，动态规划法和极小值原理实质上都属于解析法。
此外，变分法、线性二次型控制法也属于解决最优控制问题的解析法。
最优控制问题的研究方法除了解析法外，还包括数值计算法和梯度型法。
1目录摘要 (1)第一章古典变分法 (3)1.1 古典变分法的定义 (3)1.2 古典变分法的应用 (3)第二章最大值原理 (6)2.1 最大值原理概述 (6)2.2 最大值原理应用举例 (7)第三章动态规划 (8)3.1动态规划的概述 (8)3.2动态规划的应用 (10)第四章线性二次型 (13)结束语 (15)参考文献 (16)23第一章 古典变分法1.1 古典变分法的定义古典变分法是研究对泛函求极值的一种数学方法。
直接来说，求泛函的极大值或者极小值问题成为变分问题，而求泛函极值的方法就成为变分法。
现代控制理论小论文
现代控制理论小论文1. 引言现代控制理论是控制理论的一个重要分支，它在工程控制领域有着广泛的应用。
随着科技的发展，控制系统越来越复杂，要求控制系统具备更高的性能指标和更强的鲁棒性。
现代控制理论的研究和应用为工程控制带来了很大的推动力，以提升系统的控制性能和鲁棒性。
本篇小论文将介绍现代控制理论的基本概念、方法和应用，并讨论其在实际系统中的应用情况。
2. 现代控制理论的基本概念现代控制理论是基于数学模型的控制理论，其核心概念包括控制系统、系统模型和控制器等。
2.1 控制系统控制系统是由一组相互作用的组件组成的系统，旨在通过对系统输入进行调节以达到预期的输出。
控制系统通常包括传感器、执行器、控制算法和反馈环路等。
2.2 系统模型系统模型是控制系统的数学描述，可分为传递函数模型和状态空间模型。
传递函数模型描述了系统的输入与输出之间的关系，而状态空间模型描述了系统的状态随时间的变化。
2.3 控制器控制器是控制系统中的关键组件，根据系统的输入和输出信息，使用控制算法来生成控制信号，以调节系统的行为。
常见的控制器包括比例-积分-微分（PID）控制器、模糊控制器和自适应控制器等。
3. 现代控制理论的方法现代控制理论提供了多种方法来设计控制系统，以满足不同的控制需求。
3.1 线性控制线性控制是现代控制理论的重要方法之一，它基于线性系统的模型和理论，通过设计线性控制器来实现对系统的控制。
线性控制具有较好的稳定性和可调节性，在许多工业应用中得到广泛应用。
3.2 非线性控制非线性控制是应对非线性系统的控制方法，它考虑系统的非线性特性，并设计相应的非线性控制器来实现对系统的控制。
非线性控制可用于对复杂系统进行建模和控制，具有更强的适应性和鲁棒性。
3.3 鲁棒控制鲁棒控制是一种针对不确定性和扰动的控制方法，通过设计具有鲁棒性的控制器来使控制系统对不确定因素具有一定的容忍能力。
鲁棒控制可以提高系统的稳定性和鲁棒性，适用于对不确定因素较多的系统进行控制。
现代控制理论课程教学改革论文
现代控制理论课程教学改革论文现代控制理论课程教学改革论文1现代控制理论课程教学中存在的问题现代控制理论课程的中心任务是提出并研究用数学理论方法有效地解决工程实际问题．它一方面是数学，其研究手段包括数学推导、分析、论证和计算．另一方面，它又是一门系统的科学理论，任何问题的解决都需要通过联系实际应用的系统知识，通过程序设计来实现．因此，现代控制理论教学的目的是培养学生既要有扎实的理论基础，又要有解决实际问题的能力．但是传统的教学模式往往只注重讲授原理，对于实践环节的教学不够重视，使得学生不能全面地理解和运用书中的理论知识，而仅停留在要求学生用现成的程序求解或证明课后习题这一基本阶段．学生对课堂讲授的知识理解得不够深，难以将其自觉运用到实际中．由于过多地强调数学理论，缺乏对控制理论实际工程等背景的介绍，学生感到这门课抽象难懂、枯燥无味、难以掌握，学习的兴趣不高．2现代控制理论课程教学改革中应该坚持的原则2．1以需求为牵引，保持课程可持续发展数学学院的现代控制理论课程最早开设于2006年，至今已走过8年的历程，取得了一些成果，要想保证课程的可持续发展，必须坚持以应用型人才培养需求为牵引的原则．随着社会的飞速发展，高校人才培养模式不断变化，高等教育改革在如火如荼地进行．学校的人才培养目标从传统培养“专才”转变为培养发展型、应用型的具有较强实践动手能力的“通才”．这对人才培养提出了新的挑战，传统的教学理念、课程体系、教学内容等已经不能完全适应今后的人才培养目标，这对现代控制理论课程提出了新的更高的要求．我们要跟紧全国高等教育改革的步伐，继续为社会各行各业培养合格的新型人才．因此，必须加强培养应用型人才的现代控制理论课程建设，同时，也要建立系统、完善、多层次、多角度的现代控制理论教学体系．这样，才能保持这门课程的可持续发展，避免被淘汰的尴尬，为社会培养急需的高素质人才．2．2以质量为核心，保证课程改革协调发展课程改革的协调发展应该从课程的规模、质量和效益的协调发展及满足社会发展对人才的需求上体现出来．而从规模、质量、结构和效益及发展的整体效应来看，课程改革的核心是质量，如果课程改革不讲究质量，那么，课程建设的规模再大、结构再完善，也形同虚设，无法培养出真正的应用型实践性人才，更无法为社会服务．因此，在现代控制理论课程改革中，要坚持以质量为核心的原则，保证课程改革的协调发展．3现代控制理论课程教学改革采取的措施3．1改革教学内容以培养应用型人才的实践能力为核心，建立适合专业特色的教学改革模式．对课程结构整体优化的基本改革方向是:打破纯基础理论为中心的课程结构，实行课程知识和能力综合的课程结构．在纵向结构上，根据学生已有的知识水平和能力范围，调整原有的现代控制理论课程内容体系，减少重复内容，加强必要的应用数学软件技巧训练(如:Matlab仿真和实验等)，训练和提高学生的逻辑思维能力、创新能力．在横向结构上，为适应现代高技术条件下不同学科、不同专业领域的交叉、渗透发展趋势，在不损害课程结构的纵向关联性，不削弱课程自身的逻辑性和完整性的前提下，依据学科特征，打破其自我封闭的状态，汲取多种控制论教材的优点，在淘汰陈旧内容的基础上，更新教材内容，扩大知识面．现代控制理论课程内容多，学时少．因此在选择教学内容时，要以实际编制的教学大纲为依据，在兼顾各种实际要素的前提下，精选重点教学内容，讲授最基本的概念和原理、方法，将其弄懂讲透，其他部分内容指导学生自学，课上和课后有机结合，基础理论+实际运用(实例分析和计算机编程)能够更好地展现现代控制理论课程的特点．3．2改革教学方法教学方法的改革要突出现代化特征，体现现代教育理论、思想和观点，贯彻教师的主导作用与学生的主体作用相统一的教学原则，把学生当成知识的主动加工者，大力提倡启发式、讨论式、精讲多练和自学的教学方法．教师应潜移默化地使学生掌握思想和方法，在学习和发现中提高学生的应用创新能力，让学生在探索活动中不断提高解决问题的科学思维方法．改革传统的以传授知识为主的“逻辑－演绎”式的教学线索，引入体现知识实际发生、发展的“历史－活动”式的教学线索和展现创造性思维心理过程的“心理－认知”式的教学线索，并将三者整合为一．这样使学生在获取知识和逻辑思维能力的同时，充分体现逻辑和非逻辑整合的创造过程，培养以创造性思维为核心的实践创新学习能力．现代控制理论内容多、应用性强．教师要利用经典控制理论物理概念明确、工程意义强的特点，突出现代控制理论的物理概念和工程背景，引导学生走出现代控制理论是纯粹数学推导，不易建立工程概念的误区，让学生觉得教学内容思路清晰，概念清楚，分析、处理问题方法简洁．在教学中还要注重理论联系实际，引入工程实例，通过对实际系统的讲解，引出抽象的概念和理论，从而使学生更容易理解和掌控．例如利用倒立摆平台进行直观演示，指导学生完成倒立摆的系统建模、分析及控制器设计等，提高学生的工程应用能力．随着计算机技术的发展，计算机的应用已涉及到当今社会的各个领域．现代控制理论教学改革中，可以利用计算机、应用数学软件开展实验教学，让学生在学习控制理论相关教学内容的过程中，将遇到的抽象问题通过Matlab等在计算机上逼真地演示出来，使数学问题由抽象到形象、具体，降低了数学学习的难度，同时也提供给学生一个形象展示抽象问题的有效方法，提高了学生的学习兴趣，进而提高教学效率和学习效率．3．3优化教学手段教学手段其本身就是现代科学技术发展的产物．现代教学技术为数学这一思维提供了一个崭新的'课堂教学模式，将现代教学技术和科技成果充分用于现代控制理论课程教学，开发和推广相关的计算机模拟、计算机仿真、CAI等各种教学软件和系列电视教学片．现代控制理论中有很多非常有用的系统分析方法，如状态空间表达式的求解，传递函数与状态空间模型之间的互化，系统能控性、能观性和稳定性的分析，控制器的设计等，使用这些方法时主要是算术运算，运算量极大，手工难以完成．每讲一个具体方法分析实例，要写很多板书，加上中间的算术运算，需要耗费很长时间，这势必影响教学效率，通过数学软件则可以方便快捷实现．在教学课件中插入利用数学软件编写的程序，边讲边演示，可以实现实际系统的数学模型表示．学生利用数学软件进行二维和三维图形的制作和演示，更容易理解和掌握关于现代控制理论的系统分析方法．可见，在借助多媒体课件讲授时，教师可以省去板书的时间和精力，把重点放在讲解和推导上，使教师可以更多地注意课堂教学内容的组织和讲授，增大课堂信息量，提高教学效果和教学质量．当然，在教学过程中还要处理好现代化教学手段和传统的黑板媒体之间的协调使用，尤其是某些概念的引入、基本原理、方法和技巧，必要时还需要借助板书进行演示，这有利于学生的理解和掌握．3．4改革考试方式传统的现代控制理论考试方式以闭卷考试为主，平时考勤为辅．这种考试方式有其优点，考试组织方便，对学生学习评价标准统一，当然也存在不足，学生一般等到考前根据教师讲解的重点用功学习，死记硬背，不能真正学到知识．而且笔试反映的是学生对理论知识的掌握程度，不能反映学生的应用能力和创造能力．要与应用型人才培养模式相适应，就要对现代控制理论考试方式进行改革．可以采取以下两种方式:第一种是平时测评与期末考试相结合，平时测评占20%，期末考试占80%;第二种是开卷考试和闭卷考试相结合，由于数学公式和定理多，可以要求学生将比较重要不好记忆的公式和定理写在纸上带进考场，减轻学生负担，将更多的精力投入到对知识的重点、难点进行理解、归纳和总结上．4结语总之，应用型人才培养模式框架下的现代控制理论课程教学改革转变了教师的教育思想，不仅突出了课程本身的基础地位，而且突出了对学生创造性思维的培养．现阶段，现代控制理论课程对于当代科学乃至整个社会的影响和推动作用日益显著，在现代控制理论课程的教学实践中，要积极推进教学各方面的改革，真正把素质教育落实到教学当中去。
现代控制理论论文
摘要最优控制，又称无穷维最优化或动态最优化，是现代控制理论的最基本，最核心的部分。
它所研究的中心问题是：如何根据受控系统的动态特性，去选择控制规律，才能使得系统按照一定的技术要求进行运转，并使得描述系统性能或品质的某个“指标”在一定的意义下达到最优值。
最优控制问题有四个关键点：受控对象为动态系统；初始与终端条件（时间和状态）；性能指标以及容许控制。
一个典型的最优控制问题描述如下：被控系统的状态方程和初始条件给定，同时给定目标函数。
然后寻找一个可行的控制方法使系统从输出状态过渡到目标状态，并达到最优的性能指标。
系统最优性能指标和品质在特定条件下的最优值是以泛函极值的形式来表示。
因此求解最优控制问题归结为求具有约束条件的泛函极值问题，属于变分学范畴。
变分法、最大值原理（最小值原理）和动态规划是最优控制理论的基本内容和常用方法。
庞特里亚金极大值原理、贝尔曼动态规划以及卡尔曼线性二次型最优控制是在约束条件下获得最优解的三个强有力的工具，应用于大部分最优控制问题。
尤其是线性二次型最优控制，因为其在数学上和工程上实现简单，故其有很大的工程实用价值。
关键词：最优控制；控制规律；最优性能指标；线性二次型AbstractThe optimal control, also called dynamic optimization or infinite dimension, optimization of modern control theory, the most basic part of the core. It is the center of the research question: how to control system based on the dynamic characteristics, to choose, can control system according to certain technical requirements, and makes the operation performance of the system or the quality of describing a "index" in certain significance to achieve optimal value. The optimal control problem has four points for dynamic systems, controlled, The initial and terminal conditions (state) and, Performance index and allow control.A typical of optimal control problem is described as follows: the state equation and initial conditions are given, and given the objective function. Then a feasible method for the control system of the output state transition to the target state and optimum performance. The optimal performance index and quality in the specific conditions of the optimal value is functional form. Therefore solution of optimal control problem is due to the constraint condition of functional, belongs to the category of variational learning. The variational method, the maximum principle (minimum principle) and dynamic planning is the optimal control theory, the basic contents and methods. The Pontryagin maximum principle, Behrman dynamic programming and Kaman linear quadratic optimal control is obtained in the constraint condition of the optimal solution of the three powerful tools, used in the most optimal control problem. Especially the linear quadratic optimal control, because its in mathematics and engineering implementation is simple, so it has great practical value.Key words: The optimal control, Control rule, optimal performance indicators, The linear quadratic一绪论1.1背景和意义要求将最优控制问题典型解决方法变分法、极值原理和动态规划及其在时间最短控制问题的应用和线性二次型最优控制问题（包括线性二次型实验及仿真结果）作为主要内容。
[工学]现代控制理论论文
![[工学]现代控制理论论文](https://img.taocdn.com/s3/m/4036b3aebceb19e8b9f6ba0c.png)
最优控制方法及其应用摘要：主要阐述了关于最优控制问题的基本概念，最优控制是最优化方法的一个应用。
最优化一般可以分为最优设计、最优计划、最优管理和最优控制四个方面。
而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，解决最优控制问题的主要方法有变分法、极大值原理和动态规划。
常使用到的主要有时间最短控制问题和线性二次型最优控制问题等。
通过以上知识的了解和应用可以使初学者能够快速掌握最优控制的问题。
关键字：最优化最优控制极值时间最优控制线性二次型目录第一章最优控制的基础 (4)1.1 最优控制理论 (4)1.2 最优控制问题的一般形式 (5)1.3 最优控制方法 (6)第二章变分法 (7)2.1 变分法基础 (7)2.2 变分法应用 (7)第三章极大值原理 (10)3.1 极大值原理的提出和形式 (10)3.2 极大值原理的应用 (11)第四章动态规划方法 (13)4.1 动态规划概念及意义 (13)4.2 动态规划算法的基本思想和结构 (13)4.3 动态规划算法的运用 (14)第五章时间最优控制问题 (16)第六章线性二次型最优控制问题 (20)6.1 线性二次型最优控制问题的提出 (20)6.2 应用MATLAB求解二次型最优控制问题（实验部分） (22)第七章关于倒立摆的最优控制 (34)结束语 (39)参考文献 (39)第一章最优控制的基础§ 1.1 最优控制理论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。
最优控制是最优化方法的一个应用，如果想了解最优控制必须知道什么是最优化方法。
所谓最优化方法为了达到最优化目的所提出的各种求解方法。
从数学意义上说，最优化方法是一种求极值的方法，即在一组约束为等式或不等式的条件下，使系统的目标函数达到极值，即最大值或最小值。
从经济意义上说，是在一定的人力、物力和财力资源条件下，使经济效果达到最大（如产值、利润），或者在完成规定的生产或经济任务下，使投入的人力、物力和财力等资源为最少。
现代控制理论发展文献综述
<<现代控制理论>>的文献综述轮机1305班 1049721301970 陈彬彬内容摘要通过查阅这些参考资料和文献，深入了解了现代控制理论的产生、发展、内容和研究方法，并通过将其与本科期间学过的古典控制理论进行了对比，了解了两种控制理论的异同。
最后初步认识了现代控制理论在各领域中的应用。
这些参考资料和文献对以后对现代控制理论的学习将会有方向性的指导作用。
关键词：现代控制理论经典控制理论发展应用第一章前言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。
在现代控制理论中，对控制系统的分析和设计主要是通过对系统的状态变量的描述来进行的，基本的方法是时间域方法。
现代控制理论比经典控制理论所能处理的控制问题要广泛得多，包括线性系统和非线性系统，定常系统和时变系统，单变量系统和多变量系统。
它所采用的方法和算法也更适合于在数字计算机上进行。
现代控制理论还为设计和构造具有指定的性能指标的最优控制系统提供了可能性。
现代控制理论的名称是在1960年以后开始出现的，用以区别当时已经相当成熟并在后来被称为经典控制理论的那些方法。
现代控制理论已在航空航天技术、军事技术、通信系统、生产过程等方面得到广泛的应用。
现代控制理论的某些概念和方法，还被应用于人口控制、交通管理、生态系统、经济系统等的研究中。
第二章主体部分2.1 现代控制理论的产生、发展、内容和研究方法2.1.1现代控制理论的产生及其发展第一阶段: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：1.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。
两千年前我国发明的指南车，就是一种开环自动调节系统。
公元1086－1089年（北宋哲宗元祐初年）,我国发明的水运仪象台,就是一种闭环自动调节系统。
2.起步阶段随着科学技术与工业生产的发展，到十八世纪，自动控制技术逐渐应用到现代工业中。
现代控制理论 思政案例范文
现代控制理论思政案例范文Modern control theory is a branch of applied mathematics that deals with the design of systems to maintain a set of outputs within a specified range. It has applications in various fields such as engineering, economics, and biology.现代控制理论是应用数学的一个分支，处理的是系统设计，以保持一组输出在指定范围内。
它在工程、经济学和生物学等各个领域都有应用。
From an engineering perspective, modern control theory is essential for the design and analysis of control systems in industries such as aerospace, automotive, and electrical engineering. It provides tools and techniques for modeling, simulating, and optimizing the performance of complex systems.从工程的角度来看，现代控制理论对于航空航天、汽车和电气工程等行业的控制系统的设计和分析至关重要。
它提供了对复杂系统进行建模、仿真和优化性能的工具和技术。
In terms of economics, modern control theory is used to develop models for the optimal allocation of resources, decision-making processes, and financial market regulation. It plays a crucial role in ensuring stability and efficiency in economic systems.在经济学方面，现代控制理论用于发展最优资源分配模型、决策过程和金融市场监管。
现代控制理论论文
[3]程鹏，王艳东编著.现代控制理论基础.第二版.北京：北京航空航天大学出版社，2010
学年论文
题目四阶系统稳定性判定
院系
专业
学生姓名
学号
指导教师
二Ｏ一二年五月二十日
一.背景介绍
1997年7月4日,以太阳能作动力的”逗留者号”漫游车在火星上着陆.漫游车全重10.4kg，可由地球上发出的路径控制信号r(t)实施遥控。漫游车的两组车轮以不同的速度运行，以便实现整个装置的转向。为了进一步探测火星上是否有水，2004年美国国家宇航局又发射了“勇气号”火星探测器。“勇气号”上的装备更为先进。在此，仅仅研究“逗留者号”漫游车的转向控制。
2.控制系统设计
车轮力矩
操纵右C(s)
调速阀门左漫游方向
3.结构图
R(s) + C(s)
预期的_
转动方向
3.仿真
由上可知,可设K1=50,a=0.84。所以
在Matlab中执行以下命令
运行结果为
即状态空间模型为
x +
(1)用MATLAB编程来分析
原系统的能控性、能观测性、稳定性分析，程序如下:
运行结果为：
（2）用MATLAB确定系统的零输入响应曲线
在MATLAB中执行以下命令
运行结果为
(3)用MATLAB分析所设计系统的单位阶跃响应特性
假设作用在小车上的输入为阶跃函数，所有的初始条件为0，确定了反馈增益矩
阵和积分增益常数，小车的转矩对阶跃输入的响应为
运行结果为：
4.控制信号图
5．参考文献
[1]胡寿松主编.自动控制原理.第五版.北京：科学出版社，2007
现代控制理论论文
实验题目：转速反馈单闭环直流调速系统仿真一．实验目的与要求1.了解直流电机模型2.掌握转速负反馈速系统的静特性方程3. 学会转速负反馈系统稳态分析和相关公式推导二．实验方案直流电机模型框图如下图所示，仿真参数为R=0.6，T l=0.00833，T m=0.045，Ce=0.1925。
本次仿真采用算法为ode45，仿真时间5s。
图1 直流电机模型2、闭环仿真：在上述仿真基础上，添加转速闭环控制器，转速指令为1130rpm，0~2.5s，电机空载，即I d=0；2.5s~5s，电机满载，即I d=55A。
(1)控制器为比例环节：试取不同k p值，画出转速波形，求稳态时n和s并进行比较。
若k p=1空载时的转速n1=948r/min 负载时的转速n2=920r/min 静差率s=（948-920）/948=2.95%若k p=2空载时的转速n1=1031r/min 负载时的转速n2=1016r/min静差率s=（1031-1016）/1031=1.45%(2)控制器为比例积分环节，设计恰当的k p 和k I 值，并与其它不同的k p 和k I 值比较，画出不同控制参数下的转速波形，比较静差率、超调量、响应时间和抗扰性。
图2 转速闭环直流电机调速控制框图待校正的系统传递函数：)10833.00(4.4115)(+=s s s G若采用PI 控制器，其参数的选取：τ=4T 0=0.03332s T=8 K 0T 02=0.064s所以s64.000.03332s 1Gc(s)+=超调量σ%=（1290-1130）/1130=14.16% 响应时间约为：0.17s静差率s=（1130-1128）/1128=0.18%若将PI 控制器改为：s1.00.1s 1Gc(s)+=超调量σ%=（1222.5-1130）/1130=8.18% 响应时间约为：0.55s静差率s=（1130-1127）/1127=0.18%将波形放大后发现第二种比例积分控制器的抗扰性差于第一种。
现代控制理论论文 电机系 1104
卡尔曼滤波器在永磁同步电机无速度传感器控制中的应用田晶晶（华中科技大学湖北武汉 430074）摘要：卡尔曼滤波法是一种最优线性估计方法，其特点是考虑到系统模型误差和测量噪声的统计特性，可以有效的减少随机干扰和测量噪声的影响。
将卡尔曼滤波器应用到非线性永磁同步电机控制系统中，设计一种基于扩展卡尔曼器的无速度传感器控制方案。
对永磁同步电机数学模型进行更新，并经过离散化和线性化后，通过检测电机的端电压和流过定子线圈的电流实时估算出转子位置与转速，同时对定子电流、电机转子位置与转速进行观测，探讨卡尔曼滤波算法在永磁同步电机无速度传感器控制中的状态观测能力。
关键词：卡尔曼滤波；永磁同步电机；无速度传感器The Application of Kalman Filter in Sensorless Control of Permanent Magnet Synchronous MotorTian Jingjing(Huazhong University of Science & Technology Wuhan Hubei 430074)ABSTRACT：Kalman filter method is a method of optimal linear estimation, with the feature of taking into account the statistical characteristics of the system model error and measurement noise , which can effectively reduce the influence of random interference and measurement noise. The Kalman filter is applied to the non-linear permanent magnet synchronous motor control system, in order to design a speed-sensorless control scheme based on extended Kalman filter. Update the mathematical model of permanent magnet synchronous motor , discrete and linearize tne model. The paper research into the state observation capability of Kalman filtering algorithm in PMSM sensorless control, observing the stator current、 rotor position and speed at the same time , by detecting the motor terminal voltage and current flowing through the stator coil and estimateing the real-time rotor position and speed.KEYWORD：Kalman Filter；Permanent Magnet Synchronous Motor；Sensorless Control第1章概述1.1 永磁同步电机简介电机作为一种生产、交换和使用电能的装置，在工农业生产、交通运输和军事国防中都发挥着举足轻重的作用。
现代控制理论论文重庆理工大学
三相三电平逆变器的最优控制（重庆理工大学，重庆市，400054）摘要：摘要内容基于近年来三相三电平逆变器在中高压调速领域、交流柔性供电系统的无功补偿中的广泛的应用，本文将针对二极管箝位拓扑型三相三电平逆变器进行研究。
我们首先将对三相三电平逆变器进行状态空间的数学建模，并在此基础上对研究对象的稳定性及能控能观性等一系列控制特性进行了计算和研究；之后，本文采用基于人工智能的免疫算法（IA）来计算相关状态矢量的最优作用时间，进一步产生最优的PWM控制序列，来控制开关管的开通和关断，以进一步改善三相三电平逆变器的输出特性。
本文给出了免疫算法的具体操作步骤和在逆变器最优控制中的具体实施方法，建立了三相三电平逆变器输出波形的数学模型和免疫算法中的各个评价函数。
接着通过编写C程序, 并调用Matlab 进行仿真试验, 实验和仿真结果证明，该算法所产生的最优PWM控制序列与常规空间矢量控制策略相比能有效地减小逆变器输出波形的总谐波畸变率，证明了本算法在逆变器最优控制中应用的可行性和有效性。
关键词：三相三电平逆变器；状态空间；免疫算法；最优空间矢量控制The optimal control of three-phase three-level inverter(Chongqing University of technology, Chongqing, 400054, China)Abstract：Based on the widely use of three-phase three-level inverter in medium-high voltage ac drive systems and FACTS equipments in recent years, in this paper we will do a research of Diode-clam- ped-topological type three phase three-level inverter. Firstly，wo will build a mathematical modeling on state space of the three-phase three-level inverter,and then, the study of the stability and the properties of controllability and observation can proceed with it. After that, this paper based on artificial intelligence immune algorithm (IA) ,we can calculate the optimal effect time of related state vector, further to produce the best PWM control sequence, to control the electronic switch tube to open or shut off, in order to further improve the output characteristics of three-phase three-level inverter. We also give a immune algorithm concrete operation steps and the specific implementation method of optimal control in the inverter application, a mathematics model of output current waveform and evaluation functions in the immune algorithm are also built.Then by programming C language and call Matlab simulation, it is proved that compared with conventional space vector control strategies ,this algorithm has the best PWM control sequence and minimize the THD of inverter output waveform, confirm the feasibility and availability of this algorithm in the optimal control of the inverter applications.Key words：three-phase three-level inverter; state space; immune algorithm; optimal space vector PWM control1引言近年来，随着逆变器在工业领域中的广泛应用，其控制策略已成为了研究的焦点之一，目前应用较多的有单闭环PI(PID)控制[1]、双闭环控制、重复控制[2]、滞环控制[3]、PR控制[4]、智能控制等等，而这些控制方法大多为模拟控制方法。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
论文题目：现代控制理论综述摘要本文是对现代控制理论课程的完整综述，现代控制理论的主要内容包括控制系统的状态空间表达式及其解，线性控制系统的能控性和能观性，稳定性与李雅普诺夫方法，线性定常系统的综合以及最优控制理论等部分。
本文通过对控制理论各部分的阐述，构出了现代控制理论的主要框架及各部门的基本内容。
关键词：现代控制；状态方程；稳定性；最优控制；AbstractThis article is a complete review of modern control theory course, the main contents of the modern control theory, including the control system of the state space expression and its solution, the controllability of linear control systems and can view, stability and Lyapunov method, the synthesis of linear time-invariant system and optimal control theory. This article through to all parts of the control theory, compose the main framework of modern control theory and the basic content of each department.Keywords: Modern control; State equation;Stability;Optimal control目录摘要 (I)Abstract........................................................... I I一、控制理论的发展历史 (1)二、现代控制理论的基本内容 (2)2.1 控制系统的状态空间表达式 (3)2.2 线性控制系统的能控性和能观性 (3)2.2.1 线性控制系统的能控性 (3)2.2.2 线性控制系统的能观性 (4)2.3 自动控制系统的稳定性 (5)2.4 最优控制 (6)三、控制理论的发展展望 (6)四、总结 (6)参考文献 (8)一、控制理论的发展历史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。
控制理论是有实践中发展而来的，自动控制理论的形成远比人们利用自动控制装置晚很多。
工业中最早的自动控制装置是瓦特发明的蒸汽机中的调速器，但那时他并不是建立在理论的基础上，而是一种凭借经验的所为。
当然也正是因为社会实践中遇到了很多的问题难以解决，才促使人们对其思考，总结，并逐渐形成今天我们所有的理论。
控制理论也是这样的，实际系统往往含有许多未知的不确定因素，为了对它进行有效的控制，就要对它进行系统辨识，建模，跟踪，对测量信号进行包括滤波，预测以及状态估计在内的各种科学处理，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控制目标。
概括的讲，控制理论的发展大体经历了三个时期：第一个阶段是20世纪40年代末到50年代的经典控制论时期，着重研究单机自动化，解决单输入单输出（SISO）系统的控制问题，它的主要数学工具是微分方程，拉普拉斯变换和传递函数，主要研究方法是时域法、频域法和根轨迹法，主要问题是控制系统的快速性，稳定性及其精度。
20世纪20年代到40年代，马克斯威尔对装有调速器的蒸汽机系统动态特性的分析，马诺斯基对船舶驾驶控制的研究都是控制理论的开拓性工作。
奈奎斯特，伯德等人对单回路反馈系统的研究结果显示出反馈系统即使在对系统情况知道不多时也能起到很好的作用。
第二个阶段是20世纪60年代的现代控制理论时期，着重解决机组自动化和生物系统的多输入多输出（MIMO）系统的控制问题；主要数学工具是一次微分方程组，矩阵论，状态空间法等；主要方法是变分法，极大值原理，动态规划理论等；重点是最优控制、随即控制、核心装置是电子计算机。
20世纪50年代后期到60年代初期是控制理论发展的转折时期，第二次世界大战后华尔德的序贯分析和贝尔曼的动态规划是转折时期的开端，这些理论受到最优统计决策和资源分配中的序贯规划问题的研究的激发。
他们在概念上的贡献是考虑了一大类以初始状态参数化了的动态优化问题，这个理论的中心问题是建立最优性能的动态规划方程，从它的解就可以确定最优反馈控制规律。
与此同时，优化领域中的另一个长期被忽视的强调不等式约束的线性和非线性规划也开始得到发展，这个领域的研究人员首先设计了便于计算机计算的数值方法，这种方法后来在控制中变得十分有用。
苏联学者在20世纪50年代对包含非线性特性、饱和作用和受到限制的控制等因素的系统的最优瞬态的研究表现出很大的兴趣，这些学者的研究导致了庞特里亚金的“极大值原理”，极大值原理的贡献可说是20世纪50年代和60年代对于大量轨迹优化数值计算方法的研究和冲力，这种研究最后导致许多空间运载器的成功的设计，其中包括阿波罗计划和宇航飞行计划。
第三个阶段是20世纪70年代的大系统理论时期，着重解决生物系统、社会系统这样一些众多变量的大系统的综合自动化问题；方法以时域法为主，重点是大系统的多级递阶控制；核心装置是网络化的电子计算机。
随着人工智能的发展和引入了新的计算机结构，控制理论和计算机科学的联系愈来愈密切，近年来已有一些专家系统可以自动寻求最优随即控制和滤波问题的理论解和数值解。
在控制框架上将符号运算和数值运算相结合的研究工作正在开展。
智能控制的概念也在发展，其目的之一是将当前的控制理论和尚未成型的人工智能成功的合为一体。
离散时间系统理论架起了一座通向扩展了的状态机器理论的桥梁，在将来可能为评价计算机系统的性能提供了一个建模工具。
二、现代控制理论的基本内容现代控制一般是指20世纪五六十年代所产生的一些重要控制理论，主要包括：用状态空间法对多输入多输出复杂系统建模，并进一步通过状态方程求解分析，研究系统的可控性、可观性及其稳定性，分析系统的实现问题；用变分法、最大值原理、动态规划原理等求解系统的最优控制问题，其中常见的最优控制问题包括时间最短、耗能最少等，以及它们的组合优化问题，相应的有状态调节器、输出调节器、跟踪器等综合设计问题；最优控制往往要求系统的状态反馈控制，但许多情况下，系统的状态很难求出，往往需要一些专门的处理方法，如卡尔曼滤波技术等。
2.1 控制系统的状态空间表达式在经典控制理论中，对一个线性定常系统，可用常微分方程或者传递函数加以描述，可将某个单变量作为输出，直接和输入联系起来。
实际上系统除了输出量这个变量之外，还包含其他相互独立的变量，而微分方程或传递函数对这些内部的中间变量是不便描述的，因而不能包含系统的所有信息。
显然，从能否完全揭示系统的全部运动状态来讲，用微分方程或传递函数来描述一个系统相比用状态空间表达式来描述有其不足之处。
在用状态空间法分析系统时，系统的动态特性是用由状态变量构成的一阶微分方程组来描述的，它能反映系统的全部独立变量的变化一个系统在一个特定的时刻都有其特定的状态，每个状态都可以用最小的一组独立的状态变量来描述。
比如若系统有n个变量x1,x2, (x)n,他们都是实践t的函数，控制系统的每一个状态都可以在一个由x1,x2, (x)n为轴的n维状态空间上的一点来表示，即可以用一个向量形式来表示系统的状态。
在现代控制理论中，用系统的状态方程和输出方程来描述系统的动态特性，状态方程和输出方程合起来叫做系统的状态空间表达式。
2.2 线性控制系统的能控性和能观性在现代控制理论中，能控性和能观性是两个重要的概念，它们是卡尔曼在1960年首先提出来的，也是最优控制和最优估计的设计基础。
当然系统的能控性和能观性研究一般都是基于系统的状态空间表达式的。
2.2.1 线性控制系统的能控性能控性是指外加控制作用u(t)对受控系统的状态变量x（t）和输出变量y(t)的支配能力，它回答了u(t)能否使x(t)和y(t)做任意转移的问题。
它只是考察系统在控制作用u(t)的控制下，状态矢量x（t）的转移情况，与y(t)无关，所以只需从系统的状态方程研究出发即可。
对于一个线性定常系统：x =Ax+Bu，如果存在一个分段连续的输入u(t),能在有限时间区间[t0, tf]内，使系统由某一初始状态x(t),转移到指定的任一终端状态x(tf),则称此状态时能控的。
若系统所有状态都是能控的，则称此系统为状态完全能控的，或简称系统是能控的。
对于一个线性连续时变系统：x =A(t)x+B(t)u,其能控性的定义与定常系统的定义相同，但是A(t)、B(t)是时变矩阵而非常系数矩阵，其状态矢量x(t)的转移，与初始时刻t的选取有关，所以在时变系统能控性的定义中，应强调在t时刻系统是能控的。
对于一个单输入的n阶线性定常离散系统x(k+1)=Gx(k)+Hu(k),其中u(k)是标量控制作用，它在（k,k+1）区间内是个常值，则其能控性定义为：若存在控制作用序列u(k)，u(k+1)，...，u(l-1)能将第k步的某个状态x(k)在第l 步上达到零状态，即x(l)=0，其中l是大于k的有限数，那么就成此状态是能控的。
若系统在第k步上的所有状态x(k)都是能控的，那么称此系统为完全能控的，即能控系统。
线性定常系统能空性的判别标准有两种形式：一种是先将系统进行状态变换，把状态方程化为约旦标准型(Aˆ,Bˆ),再根据Bˆ阵，确定系统的能控性；另一种方法是直接根据状态方程的A阵和B阵，确定其能控性。
2.2.2 线性控制系统的能观性现代控制系统大多采用反馈控制形式。
其反馈信息是由系统的状态变量组合而成，但并非所有的系统的状态变量都能够观测到，于是提出了能否通过对输出的测量获取全部状态变量的信息，这就是系统的能观测问题。
能观性针对的是系统状态空间模型中的状态的可观测性，是指系统的测量输出向量y(t)识别状态向量x(t)的测辨能力，它回答了能否通过y(t)的测量值来识别x(t)的问题。
能观性所表示的是输出y(t)反映状态矢量x(t)的能力，与控制作用没有直接关系，所以分析能观性问题时，只需从齐次状态方程和输出方程出发，即：x =Ax，x(t0)=x0y=Cx如果对任意的输入u，在有限的观测时间tf >t,使得根据[t0，tf]期间的输出y(t)能唯一地确定系统在初始时刻的状态x(t0)，则称状态x(t)是能观测的，若系统的每个状态都是能观测的，则称系统是状态完全能观测的。