廢金屬

[拼音]：jingdian kongzhi lilun

[英文]：classical control theory

自動控制理論中建立在頻率響應法和根軌跡法基礎上的一個分支。經典控制理論的研究物件是單輸入、單輸出的自動控制系統，特別是線性定常系統。經典控制理論的特點是以輸入輸出特性（主要是傳遞函式）為系統數學模型，採用頻率響應法和根軌跡法這些圖解分析方法，分析系統性能和設計控制裝置。經典控制理論的數學基礎是拉普拉斯變換，占主導地位的分析和綜合方法是頻率域方法。經典控制理論主要研究系統運動的穩定性、時間域和頻率域中系統的運動特性（見過渡過程、頻率響應）、控制系統的設計原理和校正方法（見控制系統校正方法）。經典控制理論包括線性控制理論、取樣控制理論、非線性控制理論（見非線性系統理論）三個部分。早期,這種控制理論常被稱為自動調節原理,隨著以狀態空間法為基礎和以最優控制理論為特徵的現代控制理論的形成（在1960年前後），開始廣為使用現在的名稱。

控制理論的形成遠比控制技術的應用為晚。古代，羅馬人家裡的水管系統中就已經應用按反饋原理構成的簡單水位控制裝置。中國北宋元祐初年（1086～1089）也已有了反饋調節裝置──水運儀象臺。但是直到1787年瓦特離心式調速器在蒸汽機轉速控制上得到普遍應用，才開始出現研究控制理論的需要。

1868年，英國科學家J.C.麥克斯韋首先解釋了瓦特速度控制系統中出現的不穩定現象，指出振盪現象的出現同由系統匯出的一個代數方程根的分佈形態有密切的關係，開闢了用數學方法研究控制系統中運動現象的途徑。英國數學家E.J.勞思和德國數學家A.胡爾維茨推進了麥克斯韋的工作，分別在1875年和1895年獨立地建立了直接根據代數方程的係數判別系統穩定性的準則（見代數穩定判據）。

1932年，美國物理學家H.奈奎斯特運用複變函式理論的方法建立了根據頻率響應判斷反饋系統穩定性的準則（見奈奎斯特穩定判據）。這種方法比當時流行的基於微分方程的分析方法有更大的實用性，也更便於設計反饋控制系統。奈奎斯特的工作奠定了頻率響應法的基礎。隨後，H.W.波德和N.B.尼科爾斯等在30年代末和40年代進一步將頻率響應法加以發展，使之更為成熟，經典控制理論遂開始形成。

1948年，美國科學家W.R.埃文斯提出了名為根軌跡的分析方法，用於研究系統引數（如增益）對反饋控制系統的穩定性和運動特性的影響，並於1950年進一步應用於反饋控制系統的設計，構成了經典控制理論的另一核心方法──根軌跡法。

40年代末和50年代初，頻率響應法和根軌跡法被推廣用於研究取樣控制系統和簡單的非線性控制系統，標誌著經典控制理論已經成熟。經典控制理論在理論上和應用上所獲得的廣泛成就，促使人們試圖把這些原理推廣到像生物控制機理、神經系統、經濟及社會過程等非常複雜的系統，其中美國數學家N.維納在1948年出版的《控制論》最為重要和影響最大。

經典控制理論在解決比較簡單的控制系統的分析和設計問題方面是很有效的，至今仍不失其實用價值。存在的侷限性主要表現在只適用於單變數系統，且僅限於研究定常系統。

參考書目

劉豹著：《自動調節理論基礎》，上海科學技術出版社，上海，1963。