一、前言
從麥克斯韋的《論調節器》文章問世來算,控制理論已經風風火火的走過了155年的光輝歷程。期間產生了大量的概念,因此,整理這些概念之間的關系。做一個匯總式的圖片,成為了當前一個重要的任務。在各位專家學者的指導與合作之下,我們花費了近兩年的時間,斷斷續續的得到了一系列成果,在世界上各個國家得到了廣泛傳播,并收到了大量的反饋意見。形成了幾個較為滿意的版本。因此這篇文章就來完整的梳理一下這個過程,以便各位讀者批評指教。
二、所獲成績
本系列工作前后傳播到三十多個國家和地區,在國內外閱讀量近百萬次,系列工作被IEEE控制系統協會官網和各大控制理論討論社區等網站轉載。作出突出貢獻的個人和提供支持的相關組織詳情參見文末鳴謝名單。
三、工作展示
工作的靈感來源在于國外作者布萊恩道格拉斯大佬所發表的一張控制理論地圖,以下展示的是其最新版本。這里特別致敬!
相較于上面作品形象化的表達方式,本系列工作的基本思想是通過邏輯上的梳理來整理龐雜的概念,以期達到對控制理論基本概念的全面覆蓋,以下是繪制過程中迭代的各種版本。
3.1 狹義的控制理論結構圖
第一版
第二版:
第三版:
第四版(4.0)
第四版(4.1)
第四版(4.2)
第五版:
第六版
第七版
第八版:
第八版(8.1)
第一個階段性的總結版本
3.2 廣義的控制理論結構圖
A. 第一個優化版本
在工程實踐中,除了各種看上去非常繁復的控制理論概念。還有很多設計者需要關注的東西。比如被控對象和控制器的實際類型。這些知識是將控制理論從紙面落實到實際的必經之路。而且有的時候工程實踐往往啟發著控制理論的發展,比如著名的模型預測控制。因此,一個只有各種控制理論概念的結構圖顯然是不完整的。總體來說,這張圖跳出了控制理論這一限制,從更宏觀的角度審視知識體系,可以為知識的融合提供一定的參考價值,也是以后要努力的方向。僅供參考
B.第二個優化版本
對前一個版本進行了一些優化,由橫向改成了縱向。做了一個嘗試的工作。
C.第三個優化版本
經過大量的閱讀,特別是《控制:一種視角》和相關文章帶來的啟示,斷斷續續經歷了五個月后,形成了以《控制:一門技術、思想和藝術》的工作,下面簡單介紹一下。
在這個工作中,我們將控制理論與工程中的概念分為三類,一類是系統的數學描述與具體器件的原理,稱為物理世界,一類是各種控制理論及其相互關系,稱為控制世界,一類是控制目標和量化控制目標的概念,稱為理想世界。
與前面工作比較,
一是增加了對于一些概念的解釋和注意事項,與圖形互相配合,起到一個補充。
二是對三個世界之間的關系進行了初步闡述,從而體現了控制作為一門技術、思想和藝術扎根于三個世界的綜合調控,雖然概念依然很多,但從一定程度上減少了沖擊力,提供了一套我們認為較好的閱讀順序。
D.第四個優化版本
第三個優化版本發布之后呢,一個很明顯的意見就是上面的字數實在是太多了。在以上工作的基礎上,結合大家的意見,給出了第四個優化版本,也是到目前為止最新的版本。
通過以上的工作。在大版本上更新了五次、在小版本上更新了十余次后,得到了一個比較滿意的結果,當然這項工作僅僅是目前的一個初步工作,算是拋磚引玉,期待各位大佬提出更好更深刻更具有藝術性的作品。
3.3 繪制過程中的其他版本
來源: 趙蘭浩
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