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控制論的基本思想是什么,維納的控制論模型是什么

控制論的基本思想是什么

控制論的基本思想是什么,維納的控制論模型是什么


在控制論中,“控制”的定義是:為了“改善”某個(gè)或某些受控對(duì)象的功能或發(fā)展,需要獲得并使用信息,以這種信息為基礎(chǔ)而選出的、于該對(duì)象上的作用,就叫作控制 。
由此可見(jiàn),控制的基礎(chǔ)是信息,一切信息傳遞都是為了控制 , 進(jìn)而任何控制又都有賴于信息反饋來(lái)實(shí)現(xiàn) 。信息反饋是控制論的一個(gè)極其重要的概念 。通俗地說(shuō),信息反饋就是指由控制系統(tǒng)把信息輸送出去,又把其作用結(jié)果返送回來(lái),并對(duì)信息的再輸出發(fā)生影響,起到制約的作用,以達(dá)到預(yù)定的目的 。
維納的控制論模型是什么維納對(duì)科學(xué)發(fā)展所作出的最大貢獻(xiàn) , 是創(chuàng)立控制論 。這是一門以數(shù)學(xué)為紐帶,把研究自動(dòng)調(diào)節(jié)、通信工程、計(jì)算機(jī)和計(jì)算技術(shù)以及生物科學(xué)中的神經(jīng)生理學(xué)和病理學(xué)等學(xué)科共同關(guān)心的共性問(wèn)題聯(lián)系起來(lái)而形成的邊緣學(xué)科 。
1947年10月,維納寫出劃時(shí)代的著作《控制論》,1948年出版后 , 立即風(fēng)行世界 。維納的深刻思想引起了人們的極大重視 。它揭示了機(jī)器中的通信和控制機(jī)能與人的神經(jīng)、感覺(jué)機(jī)能的共同規(guī)律;為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)研究提供了嶄新的科學(xué)方法;它從多方面突破了傳統(tǒng)思想的束縛,有力地促進(jìn)了現(xiàn)代科學(xué)思維方式和當(dāng)代哲學(xué)觀念的一系列變革 。
現(xiàn)在 , 控制論已有了許多重大發(fā)展,但維納用吉布斯統(tǒng)計(jì)力學(xué)處理某些數(shù)學(xué)模型的思想仍處于中心地位 。他定義控制論為:“設(shè)有兩個(gè)狀態(tài)變量 , 其中一個(gè)是能由我們進(jìn)行調(diào)節(jié)的,而另一個(gè)則不能控制 。這時(shí)我們面臨的問(wèn)題是如何根據(jù)那個(gè)不可控制變量從過(guò)去到現(xiàn)在的信息來(lái)適當(dāng)?shù)卮_定可以調(diào)節(jié)的變量的最優(yōu)值,以實(shí)現(xiàn)對(duì)于我們最為合適、最有利的狀態(tài) 。”
控制論的核心問(wèn)題是什么??1、控制論的核心思想是 反饋  , 即通過(guò)測(cè)量過(guò)程的當(dāng)前輸出,把它與設(shè)計(jì)者要求的過(guò)程設(shè)定值相比較,當(dāng)兩者存在偏差時(shí),控制器按預(yù)先設(shè)計(jì)好的控制策略,計(jì)算并求出控制信號(hào) , 驅(qū)動(dòng)過(guò)程輸出向期望值運(yùn)動(dòng) 。
??2、當(dāng)遇到復(fù)雜的實(shí)際系統(tǒng)時(shí),往往不能直接推導(dǎo)出準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型 , 而必須利用系統(tǒng)的輸入和輸出數(shù)據(jù)做“反演”,由此形成了系統(tǒng)辨識(shí)理論 。
??3、一旦建立了一個(gè)過(guò)程的模型,控制設(shè)計(jì)本質(zhì)上就是信息的變換和處理 。
控制論的理解01
控制論
諾伯特· 維納 提出的 控制論 的思想和方法已經(jīng)滲透到了幾乎所有的 自然科學(xué) 和社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域 。
維納把 控制論 看作是一門研究機(jī)器、生命社會(huì)中控制和通訊的一般規(guī)律的科學(xué),是研究 動(dòng)態(tài)系統(tǒng) 在變的環(huán)境條件下如何保持 平衡狀態(tài) 或穩(wěn)定狀態(tài)的科學(xué),綜合研究各類系統(tǒng)( 動(dòng)物、人類和機(jī)器 )的控制、信息交換、反饋調(diào)節(jié)的科學(xué) , 著重于研究過(guò)程中的數(shù)學(xué)關(guān)系 。
控制論是跨及人類工程學(xué)、控制工程學(xué)、通訊工程學(xué)、計(jì)算機(jī)工程學(xué)、一般生理學(xué)、 神經(jīng)生理學(xué) 、心理學(xué)、數(shù)學(xué)、邏輯學(xué)、社會(huì)學(xué)等眾多學(xué)科的交叉學(xué)科 。
02
動(dòng)態(tài)系統(tǒng)
動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)變量隨時(shí)間有明顯的變化,是時(shí)間的函數(shù);系統(tǒng)狀況可以由其狀態(tài)變量隨時(shí)間變化的信息(數(shù)據(jù))來(lái)描述 。
動(dòng)態(tài)系統(tǒng)和系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)是兩個(gè)不同的概念 。運(yùn)動(dòng)是系統(tǒng)的基本屬性,一切系統(tǒng),包括靜態(tài)系統(tǒng),都是在不斷地運(yùn)動(dòng)之中 。唯有系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)中狀態(tài)隨時(shí)間而發(fā)生明顯變化的,才是動(dòng)態(tài)系統(tǒng) 。
03
什么是控制
在控制論中,“控制”的定義是:為了“改善”某個(gè)或某些受控對(duì)象的功能或發(fā)展 , 需要獲得并使用信息,以這種信息為基礎(chǔ)而選出的、于該對(duì)象上的作用 , 就叫作控制 。
控制的基礎(chǔ)是信息,一切 信息傳遞 都是為了控制,進(jìn)而任何控制又都有賴于信息反饋來(lái)實(shí)現(xiàn) 。信息反饋是控制論的一個(gè)極其重要的概念 。
04
控制系統(tǒng)要有什么
第一、要有一個(gè)預(yù)定的穩(wěn)定狀態(tài)或 平衡狀態(tài)。例如,速度控制系統(tǒng) 中,速度的給定值就是預(yù)定的穩(wěn)定狀態(tài) 。
第二、要有從外部環(huán)境到系統(tǒng)內(nèi)部的信息 傳遞。例如,在速度控制系統(tǒng)中 , 轉(zhuǎn)速的變化引起的離心力的變化,就是一種從外部傳遞到系統(tǒng)內(nèi)部的信息 。
第三、這種系統(tǒng)具有一種專門設(shè)計(jì)用來(lái)校正行動(dòng)的裝置 。例如速度控制系統(tǒng)中通過(guò)調(diào)速器旋轉(zhuǎn)桿張開(kāi)的角度控制 蒸汽機(jī) 的進(jìn)汽閥門升降裝置 。
第四、這種系統(tǒng)為了在不斷變化的環(huán)境中維持自身的穩(wěn)定,內(nèi)部都具有自動(dòng)調(diào)節(jié)的機(jī)制,換言之 , 控制系統(tǒng)都是一種 動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。
05
控制論特點(diǎn)
與研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)和能量轉(zhuǎn)換的 傳統(tǒng)科學(xué) 不同,控制論研究系統(tǒng)的信息變換和控制過(guò)程 。
一般系統(tǒng) 具有質(zhì)料、能量和信息三個(gè)要素 , 但控制論只把質(zhì)料和能量看作系統(tǒng)工作的必要前提,并不追究系統(tǒng)是用什么質(zhì)料構(gòu)造的,能量是如何轉(zhuǎn)換的,而是著眼于信息方面,研究系統(tǒng)的行為方式 。
控制論也可認(rèn)為是一種“機(jī)器理論” , 但它所關(guān)注的不是物件而是動(dòng)作方式 ??梢赃M(jìn)一步說(shuō),控制論是以現(xiàn)實(shí)的(電子的、機(jī)械的、神經(jīng)的或經(jīng)濟(jì)的)機(jī)器為原型,研究“一切可能的機(jī)器”──一切物質(zhì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的功能,揭示它們?cè)谛袨榉绞椒矫娴囊话阋?guī)律 。因此,與那些只研究特定的物態(tài)系統(tǒng),揭示某一領(lǐng)域具體規(guī)律的專門科學(xué)相比較,控制論是一門帶有普遍性的 橫斷科學(xué)。
06
應(yīng)用思維與方法論
一般情況下 , 我們做事都是因果論,是線性的,我打你,你疼 。我打你是原因,你疼是結(jié)果 。而控制論的思維是,我知道你疼,所以我才打你,而我打你就是為了讓你疼的 。控制的思維是環(huán)形的(閉環(huán)) 。
【控制論的基本思想是什么,維納的控制論模型是什么】所以這給我分析別人的行為模式 , 甚至打破別人的行為模式提供了一種思路 。
比如一個(gè)人總是遲到,你可以說(shuō)因?yàn)檫@個(gè)人沒(méi)有時(shí)間意識(shí),總是拖延,那么現(xiàn)在換一個(gè)思維,用控制論,去思考,他遲到,他是因?yàn)樗麑?duì)遲到這件事的預(yù)期:他知道這件事遲到他不會(huì)有什么大不了的代價(jià),所以還告訴他,你下次再遲到罰款一千元,估計(jì)他就得掂量掂量了 。某個(gè)人的做某件事是為了達(dá)到某種目的 , 所以要改變某個(gè)人的行為模式,就要改變他對(duì)某種行為后果的預(yù)期 。這就是控制論的方法論 。
參考文件
《 控制論 》

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