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還有下面要上的是尼可爾斯(Nichols),我們下面還要提一下的,尼可爾斯提出PID的整定法,大家現(xiàn)在學(xué)控制的可能都知道。PID整定法是尼可爾斯在二十世紀(jì)40年代提出來的,他這人很有才能,他想辦法把PID調(diào)出來,想辦法參數(shù)應(yīng)該怎么整定,需要用模擬機。當(dāng)時美國一臺模擬機,當(dāng)時的模擬機叫微分分析儀,麻省理工學(xué)院的。這個模擬機的制造人是誰呢?就是剛才說的,當(dāng)時是維布什(Vannevar Bush),后來他是美國總統(tǒng)的科學(xué)顧問,原來就是搞自動控制的,他設(shè)計了這個微分分析儀,現(xiàn)在叫模擬機。尼可爾斯(Nichols)就在這個模擬機上做了大量的仿真實驗,后列出來這個PID的整定表,50年過去了現(xiàn)在大家還在用。有一樣工作50年不變的就是尼可爾斯(Nichols)發(fā)明的這個PID整定表。這個是后的,戰(zhàn)爭結(jié)束以后,他們才把工作展現(xiàn)出來。這一本書呢,現(xiàn)在是一本經(jīng)典著作,我們國家剛解放的時候,這些資料都沒有,我們只能看到俄文的。俄文的是1953年翻譯出來的。
17控制論編輯
第二本要介紹的是錢學(xué)森的《工程控制論》。錢學(xué)森是1954年寫的書,當(dāng)時他在美國寫的書,我們這里也拿不到英文版,但是前蘇聯(lián)很重視,前蘇聯(lián)馬上把它翻成俄文。我們看到的前蘇聯(lián)是1956年把他的俄文,翻譯出來了,我們當(dāng)時看到的是俄文版,這是在大概二十世紀(jì)50年代形成過程里邊的幾個主要的過程,把經(jīng)驗都總結(jié)出來。下一本是魯里葉(Lurie)的非線性的一個經(jīng)典著作,這個是1951年出版的魯里葉(Lurie)的那本書。魯里葉(Lurie) 在前蘇聯(lián)大概1944年他提出來,大家現(xiàn)在搞非線性可能都知道,提出來一個魯里葉問題,這個問題一直解決不了,他后來寫成書了,就是留著這問題。這個問題,開始到什么時候呢?我這里說一下這兩個風(fēng)格,英美的剛才大家已經(jīng)聽出來了,都是搞工程的人在搞控制,前蘇聯(lián)是應(yīng)用數(shù)學(xué)家跟力學(xué)家在搞控制,所以兩個起的作用都不一樣。他這本書1951年當(dāng)時是非常難看懂的,很難讀懂。這個工作,他提出來的魯里葉(Lurie)問題,一直到1960年才有人解決,提出來一個解決方案,大家可能知道的,就是波波夫(Popov)的穩(wěn)定性。后來就提出來超穩(wěn)定性,是解決的這個魯里葉(Lurie)問題。就是說這本書當(dāng)時二十世紀(jì)50年代,二十世紀(jì)40年代后期,50年代初的一些工作,一直影響到二十世紀(jì)60年代,而且還影響到目前一些非線性的理論工作,都是以他這個為基礎(chǔ)。
是整個在二十世紀(jì)40年代,前面的是個技術(shù)的發(fā)展過程,慢慢形成理論了。我習(xí)慣上用這么一個時間表來表示。50年代的時候,一般都叫經(jīng)典控制理論; 60年代叫狀態(tài)空間法,實際上就是狀態(tài)空間方法,但是呢,當(dāng)時的名稱,把它叫做現(xiàn)代控制理論了;后來70年代是現(xiàn)代頻域法,這么一個過程。接下來現(xiàn)在就是要說明一下狀態(tài)空間法,完了就叫現(xiàn)代控制理論。這個狀態(tài)空間法誰先提出來的呢?是剛才的第三本書,前蘇聯(lián)的這些學(xué)者。他們搞應(yīng)用數(shù)學(xué)、搞力學(xué)的,他們從來就是用的是狀態(tài)空間法。1960年卡爾曼把它介紹到英語,這個用英語來說是English speaking country ,就是說英語的國家里邊去,因為本來大家都不知道,卡爾曼是個斯拉夫名字。他1960年的時候,他把狀態(tài)空間法介紹給美國。但是加上人為炒作,就把這個現(xiàn)代控制理論炒作得好像非常神一樣,當(dāng)時也有些人寄予希望也是比較大。這個就是發(fā)展了十年以后,就發(fā)現(xiàn)期望過大了,好像也只不過如此吧!有些問題你也沒解決了。所以那個時候,又有人回到頻域法,就是早50年代是頻域法,60年代狀態(tài)空間,70年代又回到頻域法。
當(dāng)然這個是螺旋上升的,就這個時候的頻域法就加了個名字,叫現(xiàn)代頻域法。實際上是螺旋上升,又回到頻域法。覺得頻域里邊來考慮設(shè)計問題還是比較恰當(dāng)?shù)?,考慮一些設(shè)計要求,就出現(xiàn)了這個頻域法。正好在現(xiàn)代頻域法發(fā)展的這個勢頭上的時候,1981年有人寫文章說你這個沒有魯棒性,我們現(xiàn)在大家搞控制理論知道要魯棒設(shè)計。說你這個現(xiàn)代頻域法沒有魯棒性,當(dāng)時人家不信、不服,經(jīng)過80年代的論證,爭議慢慢形成。到1991年,就是現(xiàn)在的有人當(dāng)然是你可能這個術(shù)語不一定統(tǒng)一,有人把它叫做現(xiàn)代后控制理論,Postmodern control theory。我們現(xiàn)在就回過來看看,為什么說這個沒有魯棒性?這個要說到,我們從多變量系統(tǒng)來說,多變量系統(tǒng)實際上是多入多出系統(tǒng)。多變量不太恰當(dāng),輸入有好多個,輸出有好多個。多變量里一個問題,叫做耦合,就是輸入輸出之間互相耦合??刂频臅r候,直觀的要求就是要解耦控制,解耦控制以后呢!就是這個1跟輸出1可以組成反饋系統(tǒng),這個2呢!跟輸出2可以組成反饋系統(tǒng),這個設(shè)計的時候就比較容易了。