第一篇：自動控制工程師崗位職責(zé)

1.對各種過程控制建立相關(guān)模型，提出解決方案和算法。

2.在研發(fā)部主任的領(lǐng)導(dǎo)下，貓準(zhǔn)國際先進(jìn)水平，負(fù)責(zé)儀表自動控制工藝技術(shù)的開發(fā)、完善和優(yōu)化。

3.對儀表生產(chǎn)自動控制工序進(jìn)行重點監(jiān)控，隨時排除工藝運行中的不穩(wěn)定因素。

4.協(xié)助技術(shù)總監(jiān)和部門經(jīng)理,負(fù)責(zé)指導(dǎo)研發(fā)部其他工程師的工作，并經(jīng)常性地對其進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)和組織技術(shù)交流活動。

5.協(xié)助相關(guān)部門參與公司在儀表精度和耐用性方面的重大工藝技術(shù)改造。

第二篇：自動控制工程師要求

熟練應(yīng)用LabVIEW、C/C++等編制設(shè)備控制程序。

從事處理機電一體化和液壓系統(tǒng)的控制和實現(xiàn)，管理和實施工程項目的安排和成本計算，根據(jù)客戶的需求設(shè)計相應(yīng)的功能實現(xiàn)，軟件的設(shè)計、實現(xiàn)和測試和設(shè)計系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，PLC編程、組態(tài)人機界面（HMI）并且勝任FAT工作（工廠測試）和現(xiàn)場調(diào)試任務(wù)。

具備自動化系統(tǒng)的設(shè)計，具有自動控制系統(tǒng)開發(fā)、編程、測試工作。

3、專業(yè)基礎(chǔ)扎實，熟悉PLC語言，熟練掌握PLC，變頻器、繼電器等自控元件工作原理； 熟悉PLC的編程和維護(hù)（西門子，施耐德，三菱，AB中一種或以上）；

4、熟悉組態(tài)軟件編程和維護(hù)（WinCC，Intouch，組態(tài)王，MSCG中一種或以上）；

5、熟悉自動化儀表、設(shè)備的維護(hù)與使用；

6、有團(tuán)隊合作的理念，工作積極主動，動手能力強。

2年以上自控行業(yè)工作經(jīng)驗，熟練掌握電氣控制設(shè)計及現(xiàn)場調(diào)試；

3． 能夠獨立熟練編寫進(jìn)行西門子S7-200、S7300編程、調(diào)試，熟練使用CAD等繪圖軟件； 具有良好的數(shù)學(xué)、理論力學(xué)功底，熟悉經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論并能在實際項目產(chǎn)品中熟練應(yīng)用，熟悉模擬控制和數(shù)字微機控制的具體實現(xiàn)，具有較強的跨學(xué)科自學(xué)能力；

3、熟練使用matlab軟件進(jìn)行系統(tǒng)的建模、分析、優(yōu)化改進(jìn)設(shè)計；

有SIEMENSS7-200系列PLC軟件編程開發(fā)經(jīng)驗優(yōu)先考慮；

第三篇：自動控制機器人焊接技術(shù)員崗位職責(zé)

1.負(fù)責(zé)控制維護(hù)機器人和操作系統(tǒng)，并通過機器人程序和手1:調(diào)整控制焊接質(zhì)量，以幫助公司進(jìn)行自動化生產(chǎn)。

2.同其他工程師共同開發(fā)解決質(zhì)量問題的方法。

3.持續(xù)改進(jìn)程序并協(xié)助研發(fā)團(tuán)隊研發(fā)可以降低生產(chǎn)成本的新程序。

4.協(xié)助進(jìn)行金項切割的數(shù)據(jù)分析，協(xié)助進(jìn)行焊接目測，必要時對焊接作出適當(dāng)修改。

5.提供多種焊接機器人、手工焊接和激光系統(tǒng)的預(yù)防性維修方案。

6.與維修團(tuán)隊共同確定足夠的焊接備件提供。

7.利用現(xiàn)有資源發(fā)現(xiàn)并維護(hù)故障。

8.維持工廠庫房標(biāo)準(zhǔn)并遵守所有工廠和車間的安全規(guī)則，提升操作者的安全等級并向經(jīng)理匯報不安全因素，并接受其指派的其他任務(wù)。

第四篇：工程師崗位職責(zé)

工程師（助理）崗位職責(zé)

1、配合公司進(jìn)行每月一次新產(chǎn)品、新方案的技術(shù)培訓(xùn)，每次不少于90分鐘的培訓(xùn)，負(fù)責(zé)項目的用戶培訓(xùn)并制訂培訓(xùn)文檔，做好培訓(xùn)記錄；

2、制定投標(biāo)書中的技術(shù)方案；

3、根據(jù)項目的要求負(fù)責(zé)制定施工方案，施工計劃、提供施工資料，確保施工工藝流程，采取措施，保證施工過程中的人生和財產(chǎn)安全；施工中有效的 降低成本，控制費用的發(fā)生，編制項目驗收的技術(shù)文檔，施工結(jié)束后一周內(nèi)及時歸檔；

4、響應(yīng)公司對外承諾的售后服務(wù)，本著降低成本的原則，提前與用戶溝通；確定問題的原因，提供切實可行的解決方案后，口頭匯報至部門經(jīng)理，依次解決，并填寫有用戶簽章的售后服務(wù)記錄交由文員；

5、配合倉管驗收采購的產(chǎn)品質(zhì)量（技術(shù)指標(biāo)、工藝）；

6、鼓勵、控制生產(chǎn)過程的成本，節(jié)余的經(jīng)費，公司按相應(yīng)比例獎勵；

7、生產(chǎn)部門的工程師負(fù)責(zé)成套產(chǎn)品的生產(chǎn)、調(diào)試，確認(rèn)合格后，加蓋合格章，填寫出庫單交由成品庫；

8、對于工程或是項目中用戶特殊需要的產(chǎn)品或工件，提供加工圖紙和材料要求于采購部門負(fù)責(zé)外協(xié)加工；

9、助理工程師的考核作為輔助以上工作同比例納入考核，每月自考一次。

以上內(nèi)容熟讀盡知

****年**月**日

第五篇：自動控制學(xué)習(xí)心得

以為主要工具研究多變量的理論。20世紀(jì)50年代以后，隨著航天等技術(shù)的發(fā)展和控制理論應(yīng)用范圍的擴大，經(jīng)典線性控制理論的局限性日趨明顯,它既不能滿足實際需要,也不能解決理論本身提出的一些新問題。這種狀況推動線性系統(tǒng)的研究，在1960年以后從經(jīng)典階段發(fā)展到現(xiàn)代階段。美國學(xué)者首先把狀態(tài)空間法應(yīng)用于對多變量線性系統(tǒng)的研究，提出了和這兩個基本概念，并提出相應(yīng)的判別準(zhǔn)則。1963年他又和E.G.吉爾伯特一起得出揭示線性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分解的重要結(jié)果，為現(xiàn)代線性系統(tǒng)理論的形成和發(fā)展作了開創(chuàng)性的工作。1965年以后，現(xiàn)代線性系統(tǒng)理論又有新發(fā)展。出現(xiàn)了、和等研究的新理論和新方法。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，以線性系統(tǒng)為對象的計算方法和計算機輔助設(shè)計問題也受到普遍重視。

主要特點

與經(jīng)典相比，現(xiàn)代線性系統(tǒng)理論的主要特點是：

①研究對象一般是多變量線性系統(tǒng)，而經(jīng)典理論主要以單輸入單輸出系統(tǒng)為研究對象。因此，現(xiàn)代線性系統(tǒng)理論具有大得多的適用范圍。

②除輸入變量和輸出變量外，還著重考慮描述系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)的狀態(tài)變量，而經(jīng)典理論只考慮系統(tǒng)的外部性能（輸入與輸出的關(guān)系）。因此，現(xiàn)代線性系統(tǒng)理論所考慮的問題更為全面和更為深刻。

③在分析和綜合方法方面以時域方法為主，兼而采用頻域方法。而經(jīng)典理論主要采用頻域方法。因此，現(xiàn)代線性系統(tǒng)理論能充分利用這兩種方法。而時域方法對動態(tài)描述要更為直觀。

④使用更多的數(shù)學(xué)工具，除經(jīng)典理論中使用的外，現(xiàn)代線性系統(tǒng)理論大量使用線性代數(shù)、矩陣?yán)碚摵臀⒎址匠汤碚摚瑢δ承﹩栴}還使用泛函分析、群論、環(huán)論、范疇論和復(fù)變函數(shù)論等較高深的數(shù)學(xué)工具。因此，現(xiàn)代線性系統(tǒng)理論能探討更一般更復(fù)雜的問題。

數(shù)學(xué)模型

在線性系統(tǒng)理論中，輸入變量、狀態(tài)變量和輸出變量三者之間的數(shù)學(xué)關(guān)系被看作是線性的。系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型具有標(biāo)準(zhǔn)形式。對于連續(xù)情況，線性系統(tǒng)由下列方程組描述：

[511-01]第一個方程稱為狀態(tài)方程，用以描述狀態(tài)向量 ＝(，,?,)與輸入向量＝(1,?,)間的動態(tài)關(guān)系；第二個方程稱為輸出方程或量測方程,描述輸出向量＝(1，2?,)與狀態(tài)向量和輸入向量之間的線性組合關(guān)系。這里T表示矩陣轉(zhuǎn)置。，和都是常系數(shù)矩陣。的維數(shù)（即系統(tǒng)的狀態(tài)變量的個數(shù)）稱為系統(tǒng)的維數(shù)。這個模型可用下面的框圖表示。

[線性系統(tǒng)(，,)]，,)“ class=image>

對于離散情況，線性系統(tǒng)的模型具有差分方程形式：

(+1)＝A()+B()

()＝C()＋()(＝0,1,2,?)為簡便起見,常可把線性系統(tǒng)簡記為(，,)其中或()表示從輸入端直接傳送到輸出端的前饋作用,它與系統(tǒng)狀態(tài)的動態(tài)行為無關(guān)在理論研究中常可假設(shè)D＝0，這時系統(tǒng)可記為(，)。

學(xué)科內(nèi)容

線性系統(tǒng)理論的主要內(nèi)容包括：①與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有關(guān)的各種問題，例如系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分解問題和解耦問題等。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的規(guī)范分解（見）是其中的著名結(jié)果。②關(guān)于控制系統(tǒng)中反饋作用的各種問題，包括和對控制系統(tǒng)性能的影響和反饋控制系統(tǒng)的綜合設(shè)計等問題。是這方面的主要研究課題。③狀態(tài)觀測器問題，研究用來重構(gòu)系統(tǒng)狀態(tài)的狀態(tài)觀測器的原理和設(shè)計問題。④實現(xiàn)問題，研究如何構(gòu)造具有給定的外部特性的線性系統(tǒng)的問題，主要研究課題是問題。⑤幾何理論，即用幾何觀點研究線性系統(tǒng)的全局性問題(見)。⑥代數(shù)理論，用抽象代數(shù)方法研究線性系統(tǒng)，把線性系統(tǒng)理論抽象化和符號化。其中最有名的是模論方法（見）。⑦，是在狀態(tài)空間法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的頻域方法，可以用來處理多變量線性系統(tǒng)的許多分析和綜合問題，也稱現(xiàn)代頻域方法。⑧時變線性系統(tǒng)理論，研究時變線性系統(tǒng)的分析、綜合和各種特性。數(shù)值方法和近似方法的研究占有重要地位（見）。

與其他學(xué)科的關(guān)系

很多實際系統(tǒng)（工程系統(tǒng)、生物系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、社會系統(tǒng)等）都可用線性系統(tǒng)模型近似地描述，而線性系統(tǒng)理論和方法又比較成熟，因此它的應(yīng)用范圍十分

廣泛。在航空、航天、化工、機械、電機等技術(shù)領(lǐng)域中，線性系統(tǒng)理論都有應(yīng)用實例。在科學(xué)領(lǐng)域中，線性系統(tǒng)理論的研究不但為控制理論的其他分支提供了理論基礎(chǔ)，而且對數(shù)學(xué)研究也提出了一些有實際意義的新問題。

參考書目

凱拉斯著，李清泉等譯：《線性系統(tǒng)》，科學(xué)出版社，北京，1985。(T.Kailath,Linear Systems,Prentice-Hall,Inc.,Englewood Cliffs,N.J.,1980.L.Zadeh and C.A.Desoer,Linear System Theory:AState Space Approach,McGraw-Hill,New York,1963

經(jīng)典控制理論

在20世紀(jì)30到40年代，奈奎斯特、伯德、維納等人的著作為自動控制理論的初步形成奠定了基礎(chǔ)；二次大戰(zhàn)以后，又經(jīng)過眾多學(xué)者的努力，在總結(jié)了以往的實踐和關(guān)于反饋理論、頻率響應(yīng)理論并加以發(fā)展的基礎(chǔ)上，形成了較為完整的自動控制系統(tǒng)設(shè)計的頻率法理論。1948年又提出了根軌跡法。至此，自動控制理論發(fā)展的第一階段基本完成。

這種建立在頻率法和根軌跡法基礎(chǔ)上的理論，通常被稱為經(jīng)典控制理論。&經(jīng)典控制理論以拉氏變換為數(shù)學(xué)工具，以單輸入－單輸出的線性定常系統(tǒng)為主要的研究對象。將描述系統(tǒng)的微分方程或差分方程變換到復(fù)數(shù)域中，得到系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，并以此作為基礎(chǔ)在頻率域中對系統(tǒng)進(jìn)行分析和設(shè)計，確定控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)。通常是采用反饋控制，構(gòu)成所謂閉環(huán)控制系統(tǒng)。經(jīng)典控制理論具有明顯的局限性，突出的是難以有效地應(yīng)用于時變系統(tǒng)、多變量系統(tǒng)，也難以揭示系統(tǒng)更為深刻的特性。當(dāng)把這種理論推廣到更為復(fù)雜的系統(tǒng)時，經(jīng)典控制理論就顯得無能為力了，這是因為它的以下幾個特點所決定。

1．經(jīng)典控制理論只限于研究線性定常系統(tǒng)，即使對最簡單的非線性系統(tǒng)也是無法處理的；出描述方式，這就從本質(zhì)上忽略了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的內(nèi)在特性，也不能處理輸入和輸出皆大于1的系統(tǒng)。實際上，大多數(shù)工程對象都是多輸入－多輸出系統(tǒng)，盡管人們做了很多嘗試，但是，用經(jīng)典控制理論設(shè)計這類系統(tǒng)都沒有得到滿意的結(jié)果；

2．經(jīng)典控制理論采用試探法設(shè)計系統(tǒng)。即根據(jù)經(jīng)驗選用合適的、簡單的、工程上易于實現(xiàn)的控制器，然后對系統(tǒng)進(jìn)行分析，直至找到滿意的結(jié)果為止。雖然這種設(shè)計方法具有實用等很多優(yōu)點，但是，在推理上卻是不能令人滿意的，效果也不是最佳的，人們自然提出這樣一個問題，即對一個特定的應(yīng)用課題，能否找到最佳的設(shè)計。綜上所述，經(jīng)典控制理論的最主要的特點是：線性定常對象，單輸入單輸出，完成鎮(zhèn)定任務(wù)。即便對這些極簡單的對象、對象描述及控制任務(wù)，理論上也尚不完整，從而促使現(xiàn)代控制理論的發(fā)展：對經(jīng)典理的精確化、數(shù)學(xué)化及理論化。

現(xiàn)代控制理論

現(xiàn)代控制理論中首先得到透徹研究的是多輸入多輸出線性系統(tǒng)，其中特別重要的是對刻劃控制系統(tǒng)本質(zhì)的基本理論的建立，如可控性、可觀性、實現(xiàn)理論、典范型、分解理論等，使控制由一類工程設(shè)計方法提高為一門新的科學(xué)。同時為滿足從理論到應(yīng)用，在高水平上解決很多實際中所提出控制問題的需要，促使非線性系統(tǒng)、最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制、辯識與估計理

論、卡爾曼濾波、魯棒控制等發(fā)展為成果豐富的獨立學(xué)科分支。

在50年代蓬勃興起的航空航天技術(shù)的推動和計算機技術(shù)飛速發(fā)展的支持下，控制理論在1960年前后有了重大的突破和創(chuàng)新。在此期間，貝而曼提出尋求最優(yōu)控制的動態(tài)規(guī)劃法。龐特里亞金證明了極大值原理，使得最優(yōu)控制理論特得到極大的發(fā)展。卡而曼系統(tǒng)地把狀態(tài)空間法引入到系統(tǒng)與控制理論中來，并提出了能控性、能觀測性的概念和新的濾波理論。這些就構(gòu)成了后來被稱為現(xiàn)代控制理論的發(fā)展起點和基礎(chǔ)。

現(xiàn)代控制理論以線性代數(shù)和微分方程為主要的數(shù)學(xué)工具，以狀態(tài)空間法為基礎(chǔ)，分析與設(shè)計控制系統(tǒng)。狀態(tài)空間法本質(zhì)上是一種時域的方法，它不僅描述了系統(tǒng)的外部特性，而且描述和揭示了系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)和性能。它分析和綜合的目標(biāo)是在揭示系統(tǒng)內(nèi)在規(guī)律的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)系統(tǒng)在一定意義下的最優(yōu)化。它的構(gòu)成帶有更高的仿生特點，即不限于單純的閉環(huán)，而擴展為適應(yīng)環(huán)、學(xué)習(xí)環(huán)等。較之經(jīng)典控制理論，現(xiàn)代控制理論的研究對象要廣泛得多，原則上講，它既可以是單變量的、線性的、定常的、連續(xù)的，也可以是多變量的、非線性的、時變的、離散的。

現(xiàn)代控制理論具有以下特點：

１．控制對象結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變 控制對象結(jié)構(gòu)由簡單的單回路模式向多回路模式轉(zhuǎn)變，即從單輸入單輸出向多輸入多輸出。它必須處理極為復(fù)雜的工業(yè)生產(chǎn)過程的優(yōu)化和控制問題。

2．研究工具的轉(zhuǎn)變

（1）積分變換法向矩陣?yán)碚摗缀畏椒ㄞD(zhuǎn)變，由頻率法轉(zhuǎn)向狀態(tài)空間的研究；

（2）計算機技術(shù)發(fā)展，由手工計算轉(zhuǎn)向計算機計算。

3．建模手段的轉(zhuǎn)變 由機理建模向統(tǒng)計建模轉(zhuǎn)變，開始采用參數(shù)估計和系統(tǒng)辨識的統(tǒng)計建模方法。

現(xiàn)代控制理論的進(jìn)一步發(fā)展

控制理論的發(fā)展同其他學(xué)科一樣，依賴于工業(yè)、科學(xué)、技術(shù)提出的越來越高的要求。”現(xiàn)代控制理論"這一名稱是1960年卡爾曼的著名文章發(fā)表后出現(xiàn)的。而在此之前，錢學(xué)森教授在五十年代就已發(fā)表了《工程控制論》的專著，并為當(dāng)時幾乎所有論文以突出形式加以引用。工程控制論，從廣義上看，是控制學(xué)科最具遠(yuǎn)見卓識的科學(xué)預(yù)見與理論，現(xiàn)代控制理論只是其一分支。

2.自動控制基本理論（經(jīng)典部分）的發(fā)展簡史

2.1 穩(wěn)定性理論的早期發(fā)展

人們很早就開始關(guān)注穩(wěn)定性的問題。牛頓可能是第一個關(guān)注動態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的人。1687年，牛頓在他的《數(shù)學(xué)原理》中對圍繞引力中心做圓周運動的質(zhì)點進(jìn)行了研究。他假設(shè)引力與質(zhì)點到中心距離的 q 次方成正比。牛頓發(fā)現(xiàn)，假設(shè)q>-3 ,則在小的擾動后，質(zhì)點仍將保留在原來的圓周軌道附近運動。而當(dāng) q≤-3時，質(zhì)點將會偏離初始的軌道，或者按螺旋狀的軌道離開中心趨向無窮遠(yuǎn)，或者將落在引力中心上[26]。

在牛頓引力理論建立之后，天文學(xué)家曾不斷努力以圖證明太陽系的穩(wěn)定性。特別地，拉格朗日和拉普拉斯在這一問題上做了相當(dāng)?shù)呐Α?773年，24歲的拉普拉斯“證明了行星到太陽的距離在一些微小的周期變化之內(nèi)是不變的”。并因此成為法國科學(xué)院副院士[28]。雖然他們的論證今天看來并不嚴(yán)格，但他們的工作對后來李亞普諾夫的穩(wěn)定性理論有很大的影響[26]。

直到十九世紀(jì)中期，穩(wěn)定性理論仍集中在對保守系統(tǒng)研究上。主要是天文學(xué)的問題。在出現(xiàn)控制系統(tǒng)的鎮(zhèn)定問題后，科學(xué)家們開始考慮非保守系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題。Clerk Maxwell是第一位利用特征方程的系數(shù)來判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性的人[26]。

James Clerk Maxwell是第一個對反饋控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行系統(tǒng)分析并發(fā)表論文的人[8]。在他1868年的論文“論調(diào)節(jié)器”(Maxwell J C.On Governors.Proc.Royal Society of London,vol.16:270-283,1868)中，導(dǎo)出了調(diào)節(jié)器的微分方程，并在平衡點附近進(jìn)行線性化處理，指出穩(wěn)定性取決于特征方程的根是否具有負(fù)的實部。麥?zhǔn)显谡撐闹袑θA微分方程描述的Thomson s governor, Jenkin s governor 以及具有五階微分方程的Maxwell s governor進(jìn)行了研究，并給出了系統(tǒng)的穩(wěn)定性條件。Maxwell的工作開創(chuàng)了控制理論研究的先河。[9][10]

同一時期在俄國，1872年И.А.維什聶格拉斯基（1831-1895）也對蒸汽機的穩(wěn)定性問題進(jìn)行了研究。И.А.維什聶格拉斯基的論文“論調(diào)整器的一般原理”1876年發(fā)表在法國科學(xué)院院報上。И.А.維什聶格拉斯基同樣利用線性化方法簡化問題，用線性微分方程描述由調(diào)整對象和調(diào)整器組成的系統(tǒng)。這使問題大大簡化。1878年И.А.維什聶格拉斯基還對非線性繼電器型調(diào)整器進(jìn)行了研究。И.А.維什聶格拉斯基在蘇聯(lián)被視為自動調(diào)整理論的奠基人。[23]

Maxwell是一位天才的科學(xué)家，在許多方面都有極高的造詣。他同時還是物理學(xué)中電磁理論的創(chuàng)立人(見其論文“A dynamical theory of the electromagnetic field”，1864)。目前的研究表明，Maxwell事實上在1863年9月即已基本完成了其有關(guān)穩(wěn)定性方面的研究工作。[10]

Maxwell在他的論文中還催促數(shù)學(xué)家們盡快地解決多項式的系數(shù)同多項式的根的關(guān)系的問題。由于五次以上的多項式?jīng)]有直接的求根公式，這給判斷高階系統(tǒng)的穩(wěn)定性代來了困難。[9]

約在1875年，Maxwell擔(dān)任了劍橋Adams Prize的評獎委員。這項兩年一次的獎授予在該委員會所選科學(xué)主題方面竟?fàn)幍淖罴颜撐摹?877年的Adams Prize的主題是“運動的穩(wěn)定性”。E.J.Routh在這項竟賽中以其跟據(jù)多項式的系數(shù)決定多項式在右半平面的根的數(shù)目的論文奪得桂冠(Routh E J.A Treatise on the Stability of Motion.London,U.K.:Macmillan,1877)。Routh的這一成果現(xiàn)在被稱為勞斯判據(jù)。Routh工作的意義在于將當(dāng)時各種有關(guān)穩(wěn)定性的孤立的結(jié)論和非系統(tǒng)的結(jié)果統(tǒng)一起來，開始建立有關(guān)動態(tài)穩(wěn)定性的系統(tǒng)理論。[26]

Edward John Routh 1831年1月20日出生在加拿大的魁北克。他父親是一位在Waterloo服役的英國軍官。Routh 11歲那年回到英國，在de Morgan指導(dǎo)下學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)。在劍橋?qū)W習(xí)的畢業(yè)考試中，他獲得第一名。并得到了“Senior Wrangler”的榮譽稱號。（Clerk Maxwell排在了第二位。盡管Clerk Maxwell當(dāng)時被稱為最聰明的人。）畢業(yè)后Routh開始從事私人數(shù)學(xué)教師的工作。從1855年到1888年Routh教了600多名學(xué)生，其中有27位獲得“SEnior Wrangler”稱號。建立了無可匹敵的業(yè)績。Routh于1907年6月7日去世，享年76歲。[25]

Routh之后大約二十年，1895年，瑞士數(shù)學(xué)家A.Hurwitz在不了解Routh工作的情況下，獨立給出了跟據(jù)多項式的系數(shù)決定多項式的根是否都具有負(fù)實部的另一中方法(Hurwitz A.On the conditions under which an equation has only roots with negative real parts.Mathematische Annelen,vol.46:273-284,1895)。Hurwitz的條件同Routh的條件在本質(zhì)上是一致的。[9]因此這一穩(wěn)定性判據(jù)現(xiàn)在也被稱為Routh-Hurwitz穩(wěn)定性判據(jù)[1]。

1892年，俄羅斯偉大的數(shù)學(xué)力學(xué)家A.M.Lyapunov（1857.5.25-1918.11.3）發(fā)表了其具有深遠(yuǎn)歷史意義的博士論文“運動穩(wěn)定性的一般問題”(The General Problem of the Stability of Motion,1892)。在這一論文中，他提出了為當(dāng)今學(xué)術(shù)界廣為應(yīng)用且影響巨大的李亞普諾夫方法，也即李亞普諾夫第二方法或李亞普諾夫直接方法。這一方法不僅可用于線性系統(tǒng)而且可用于非線性時變系統(tǒng)的分析與設(shè)計。已成為當(dāng)今自動控制理論課程講授的主要內(nèi)容之一。[11][12]

Lyapunov在穩(wěn)定性方面的研究受到Routh和Poincare等工作的影響。[12,14]

Lyapunov是一位天才的數(shù)學(xué)家。他是一位天文學(xué)家的兒子。曾從師于大數(shù)學(xué)家P.L.Chebyshev(車比曉夫)，和A.A.Markov(馬爾可夫)是同校同學(xué)（李比馬低兩級），并同他們始終保持著良好的關(guān)系。他們共同在概率論方面做出過杰出的成績。在概率論中我們可以看到關(guān)于矩的馬爾可夫不等式、車比曉夫不等式和李亞普諾夫不等式。李還在相當(dāng)一般的條件下證明了中心極限定理。[11][13]

和他的碩士論文一樣，Lyapunov的博士論文被譯成法文并在Annales de l Universite de Toulouse(1907)上發(fā)表，1949年P(guān)rinceton University Press重印了法文版。1992年在Lyapunov博士論文發(fā)表100周年之際，INT.J.CONTROL以專集形式發(fā)表了Lyapunov論文的英譯版，以紀(jì)念他控制理論領(lǐng)域的卓越貢獻(xiàn)。[11][14]

2.2 負(fù)反饋放大器及頻域理論的建立[15]

在控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的代數(shù)理論建立之后，1928年－1945年以美國AT&T公司Bell實驗室(Bell Labs)的科學(xué)家們?yōu)楹诵模纸⒘丝刂葡到y(tǒng)分析與設(shè)計的頻域方法。

1928年8月2日，Harold Black(1898-1983)，在前往Manhattan西街(West Street)的上班途中，在Hudson河的渡船Lackawanna Ferry上靈光一閃，發(fā)明了在當(dāng)今控制理論中占核心地位的負(fù)反饋放大器。由于手頭沒有合適的紙張，他將其發(fā)明記在了一份紐約時報（The New York Times）上，這份早報已成為一件珍貴的文物診藏在AT&T的檔案館中。

當(dāng)時的Black年僅29歲，從Worcester Polytechnic Institute獲得電子工程學(xué)士畢業(yè)剛六年。是西部電子公司工程部（這個部后來成為1925年成立的Bell Labs的核心）的工程師，正在從事電子管放大器的失真和不穩(wěn)定問題的研究。Black首先提出了基于誤差補償?shù)那梆伔糯笃鳎诖嘶A(chǔ)上最終提出了負(fù)反饋放大器并對其進(jìn)行了數(shù)學(xué)分析。同年Black就其發(fā)明向?qū)＠痔岢隽碎L達(dá)52頁126項的專利申請，但只到九年之后，當(dāng)Black和他在AT&T的同事們開發(fā)出實用的負(fù)反饋放大器和負(fù)反饋理論之后，Black才得到這項專利。

反饋放大器的振蕩問題給其實用化帶來了難以克服的麻煩。為此Harry Nyquist(1889-1976)和其他一些AT&T的通訊工程師介入了這一工作。Nyquist1917年在耶魯大學(xué)(Yale)獲物理學(xué)博士學(xué)位，有著極高的理論造詣。1932年Nyquist發(fā)表了包含著名的“乃奎斯特判據(jù)”(Nyquist criterion)的論文，并在1934年加入了Bell Labs。Black關(guān)于的負(fù)反饋放大器的論文發(fā)表在1934年，參考了Nyquist的論文和他的穩(wěn)定性判據(jù)。

這一時期，Bell實驗室的另一位理論專家，Hendrik Bode(1905-1982)也和一些數(shù)學(xué)家開始對負(fù)反饋放大器的設(shè)計問題進(jìn)行研究。Bode是一位應(yīng)用數(shù)學(xué)家，1926年在俄荷俄州立大學(xué)(Ohio State)獲碩士；1935年在哥倫比亞大學(xué)(ColumbiaUniversity)獲物理學(xué)博士學(xué)位。1940年，Bode引入了半對數(shù)坐標(biāo)系，使頻率特性的繪制工作更加適用于工程設(shè)計。

1942年，H.Harris引入了傳遞函數(shù)的概念。用方框圖、環(huán)節(jié)、輸入和輸出等信息傳輸?shù)母拍顏砻枋鱿到y(tǒng)的性能和關(guān)系。這樣就把原來由研究反饋放大器穩(wěn)定性而建立起來的頻率法，更加抽象化了，因而也更有普遍意義，可以把對具體物理系統(tǒng)，如力學(xué)、電學(xué)、等的描述，統(tǒng)一用傳遞函數(shù)、頻率響應(yīng)等抽象的概念來研究[22]。1925年英國電器工程師O.亥維賽把拉普拉斯變換應(yīng)用到求解電網(wǎng)絡(luò)的問題上，提出了運算微積。不久拉普拉斯變換就被應(yīng)用到分析自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)問題上，并取得了顯著成效。傳遞函數(shù)就是在拉普拉斯變換的基礎(chǔ)上引入的。[27]

至1945年，控制系統(tǒng)設(shè)計的頻域方法，“波德圖”(Bode plots)方法，已基本建立了。

在這同一時期，蘇聯(lián)科學(xué)家也在控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的頻域分析方面取得了進(jìn)展。1938年和1939年，全蘇電工研究所的米哈依洛夫以柯西幅角原理為基礎(chǔ)，發(fā)表論文給出了閉環(huán)控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的頻域判別法。[21-23] 米哈依洛夫還提出了把自動調(diào)整系統(tǒng)環(huán)節(jié)按動態(tài)特性加以典型化來進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析的問題。

米哈依洛夫有關(guān)穩(wěn)定性頻域判據(jù)的論文雖然正式發(fā)表較晚。但他的研究成果在1936年由蘇聯(lián)列寧共產(chǎn)主義青年團(tuán)中央召開的青年學(xué)者科學(xué)家工作成果競賽會上曾榮膺獎金。[23] 米哈依洛夫的方法現(xiàn)被稱為“米哈依洛夫穩(wěn)定判據(jù)”。[22-23]有些學(xué)者又將“乃奎斯特判據(jù)”稱為“乃奎斯特-米哈依洛夫判據(jù)”[23-24]客觀地講，在頻域穩(wěn)定性判別研究中，乃奎斯特不僅在時間上領(lǐng)先，其工作也更完備。現(xiàn)在我們所使用的也主要是乃奎斯特的開環(huán)穩(wěn)定判據(jù)。

除了偏差負(fù)反饋控制，擾動控制是另一種重要控制策略。第一個試圖制造一個不反映被調(diào)量偏差，而反應(yīng)擾動作用的調(diào)節(jié)器的人是龐賽來（Понселе）。他在1829年曾提出一種有關(guān)蒸汽機軸轉(zhuǎn)速自動調(diào)節(jié)器的線路，利用的就是擾動控制的原理。可是由于當(dāng)時蒸汽機本身不穩(wěn)定，他的建議遭到了失敗。采用擾動調(diào)節(jié)原理且在實際上能夠工作的第一個自動調(diào)節(jié)器是1869年由契可列夫所發(fā)明的弧光燈光度調(diào)節(jié)器。這種調(diào)節(jié)器同龐賽來（В.Н.Чиколев）應(yīng)用純擾動的調(diào)節(jié)不同，它實際上建立了閉環(huán)，所以調(diào)節(jié)器在這里也影響系統(tǒng)的穩(wěn)定（純擾動補償控制不影響系統(tǒng)穩(wěn)定性）[21]。

2.3 根軌跡法的建立

在經(jīng)典控制理論中，根軌跡法占有十分重要的地位。它同時域法，頻域法可稱是三分天下。

美國電信工程師W.R.Evans在這里包打天下，他的兩篇論文“Graphical Analysisof Control System, AIEE Trans.Part II,67(1948),pp.547-551.”和“Control System Synthesis by Root Locus Method, AIEE Trans.Part II,69(1950),pp.66-69”即已基本上建立起根軌跡法的完整理論。[18,19，27]

Evans所從事的是飛機導(dǎo)航和控制，其中涉及許多動態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定問題，因此其已經(jīng)又回到70多年前Maxwell和Routh曾做過的特征方程的研究工作。但Evans用系統(tǒng)參數(shù)變化時特征方程的根變化軌跡來研究，開創(chuàng)了新的思維和研究方法。Evans方法一提出即受到人們的廣泛重視，1954年，錢學(xué)森即在他的名著“工程控制論”中專用兩節(jié)介紹這一方法，并將其成為Evans方法。[8,19]

2.4 脈沖控制理論的建立與發(fā)展

隨著計算機技術(shù)的誕生和發(fā)展，脈沖控制理論也迅速發(fā)展起來。

在這方面首先作出重要貢獻(xiàn)的是乃奎斯特和香農(nóng)(Shannon)。乃氏首先證明把正弦信號從它的采樣值復(fù)現(xiàn)出來，每周期至少必須進(jìn)行兩次采樣。香農(nóng)于1949年完全解決了這個問題。香農(nóng)由此被成為信息論的創(chuàng)始人。

線性脈沖控制理論以線性差分方程為基礎(chǔ)，線性差分方程理論在三、四十年代中已逐步發(fā)展起來。隨著拉氏變換在微分方程中的應(yīng)用，在差分方程中也開始加以應(yīng)用。利用連續(xù)系統(tǒng)拉氏變換同離散系統(tǒng)拉氏變換的對應(yīng)關(guān)系，奧爾登伯格(R.C.Oldenbourg)和薩托里厄斯(H.Sartorious)于1944年，崔普金(Tsypkin)于1948年分別提出了脈沖系統(tǒng)的穩(wěn)定判據(jù)，即線性差分方程的所有特征根應(yīng)位于單位圓內(nèi)。由于離散拉氏變換式是超越函數(shù)，又提出了用保角變換將Z平面的單位圓內(nèi)部轉(zhuǎn)換到新的平面的左半面的方法，這樣即可以使用Routh-Hurwitz判據(jù)，又可將連續(xù)系統(tǒng)分析的頻域方法引入離散系統(tǒng)分析。

求得離散型頻率特性后，乃氏穩(wěn)定判據(jù)和其他一切研究線性系統(tǒng)的頻率法都可應(yīng)用，但由于Bode圖的應(yīng)用大受限制，頻率法在離散系統(tǒng)研究中也受到限制。（庫津(1961)曾試圖用Bode圖來表示離散型頻率特性，但過于繁復(fù)而無法應(yīng)用。）

在變換理論的研究方面，霍爾維茲(W.Hurewicz)于1947年邁出了第一步，他首先引進(jìn)了一個變換用于對離散序列的處理。在此基礎(chǔ)上，崔普金于1949年，拉格茲尼和扎德(J.R.Ragazzini 和 L.A.Zadeh)于1952年分別提出了和定義了Z變換方法，大大簡化了運算步驟，并在此基礎(chǔ)上發(fā)展起脈沖控制系統(tǒng)理論。

由于Z變換只能反應(yīng)脈沖系統(tǒng)在采樣點的運動規(guī)律，崔普金、巴克爾(R.H.Barker)和朱利(E.I.Jury)又分別于1950年、1951年和1956年提出了廣義Z變換或修正Z變換(modified Z-transform)的方法。對同一問題，林威爾(W.K.Linvill)也于1951年用描述函數(shù)的方法進(jìn)行了有效的研究，不過這一方法目前已較少使用。

回顧脈沖控制理論的發(fā)展，盡管俄國的崔普金及英國的巴克爾等都做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)，但建立脈沖理論的許多工作都是由美國哥倫比亞大學(xué)的拉格茲尼和他的博士生們完成的。他們包括朱里（離散系統(tǒng)穩(wěn)定的朱里判具，能觀測性與能達(dá)性，分析與設(shè)計工具等），卡爾曼

（離散狀態(tài)方法，能控性與能觀性等。是自控界第二位獲IEEE Model of Honor者(1974)），扎德（Z變換定義等。是自控界第五位獲IEEE Model of Honor者(1995)）。五十年代末，脈沖系統(tǒng)的Z變換法已臻成熟，好幾本教科書同時出版。[16,17]

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