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[摘 要]随着现代科学技术及计算机技术的不断进步，控制理论与控制工程不仅涉及到工业、农业、交通运输业等传统领域，而且逐步渗透到生物、信息、通讯等新兴领域。将控制理论与控制工程有效的应用于多种问题的解决中，已成为科研人员进行难点课题突破及重要问题解决的关键手段。
[关键词]控制理论；控制工程；发展与应用
中图分类号：TL361 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）48-0371-01
现代化科学技术及计算机技术的高速发展，推动着控制理论的理论基础及具体方法的不断完善，而将控制理论及控制工程科学的应用于各个生活及生产领域的迫切性也日渐凸显，使得控制理论与控制工程也在不断的具体应用中获得着更为全面和系统化的发展。本文就此分析了控制理论与控制工程的发展与应用，旨在给相关科研人员进行难题突破提供一定的参考。
一、控制理论与控制工程的发展
第一阶段：二十世纪40～60年代，即古典控制理论时期。这一时期，主要是对单输入单输出问题进行解决，而解决这些问题所运用到的方法主要有传递函数、根轨迹、频率特性等，且大多数研究的是是线性定常系统，而对非线性系统研究使用的相平面法变量不超过两个，该控制理论能有效的解决生产过程中的单输入单输出问题。其代表有1945年伯德提出的伯德图法等。
第二阶段：二十世纪60～70年代，即现代控制理论时期。这一时期随着空间技术的发展，控制理论逐渐向高性能方向发展，主要是对相对复杂问题进行解决。充分使用数学计算机进行分析设计和实时控制，这一过程中出现的非线性、时变、多输出多输入等相对比较复杂的系统控制问题已远远超出了古典控制理论的范围，为此提出了最优控制方法，随后又产生自适应控制系统，使现代控制理论提出并不断完善。其代表有1961年庞特里亚金的极大值原理。
第三阶段：二十世纪70年代至今，主要是大系统理论和智能控制时期。大系统理论主要是对控制理论广度的拓展，利用控制和信息的观点，对各种大系统的结构、设计、方案等技术理论进行研究；智能化控制主要是对控制理论深度的开掘，对人类智能活动和信息传递控制规律等进行研究，并研制出仿人智能的工程控制和信息處理系统，其代表就是智能机器人的发明。
二、控制理论与控制工程的产生
控制理论作为对社会发展具有重要影响意义的学科，其产生起源可上溯至十八世纪发生在英国的技术革命中，瓦特在蒸汽机的发明之后，将离心式非锤调速器的相关控制原理应用于蒸汽机转速的控制中，开创出以蒸汽作为原动力的机械化格局，而之后的工程界逐渐的将控制理论应用于调速系统稳定性的研究中，通信技术和信息处理技术的高速发展，使得电气工程师们不断的研究出更为科学全面的控制系统分析方法，实现了控制系统的条件稳定性及开环不稳定性的分析研究，而控制理论的创始人于1948年所发表的控制理论的相关著作，就控制理论的相关方法所进行得阐述，推动反馈概念的应用并为控制理论的形成奠定下坚实的基础。
在科技的不断生产发展中，基于控制理论与控制工程的控制技术也在不断的完善，尤其是在计算机技术的不断推动之下，控制理论与控制工程拥有着更深入的发展。就控制理论与控制工程的整体发展历程而言，可大体上划分为三个主要的阶段，其中第一阶段为20世纪的40至60年代，是古典控制理论的形成及发展时期，主要进行单输入及单输出问题的解决，多采用以频率特性、传递函数及根轨迹等作为基础的频域分析法进行系统的研究，而主要进行研究的系统是线性的定长系统，进行非线性系统分析的过程中所选用的相平面法要求变量不能超出两个，该控制理论可实现生产过程中的多种单输入单输出类问题的有效解决。第二个阶段为20世纪60年代到70年代的现代控制理论的形成与发展阶段，该阶段已经步入空间技术时期，控制工程也向性能更高的方向上发展，数字计算机的配合应用，实现了分析设计及实施控制，但时变、多输出多输入及非线性等较为复杂的系统控制内容使古典控制理论呈现出局限性，而最优控制方法在该阶段中提出，使现代控制理论更为完善。第三个阶段是20世纪70年代到目前为止的大系统控制理论及智能控制理论时期，其中大系统控制理论是控制理论就广度上的扩展，利用控制及信息的相关观点进行大系统其结构方案及总体设计，进行的是分解方法及协调处理的相关基础性技术理论的研究；智能控制理论是控制理论就深度上的扩展，进行人类智能化活动、控制信息传递的规律等的研究，并就仿智能化的工程控制系统及信息处理系统等进行研制。
三、 控制理论与控制工程的应用
1 控制理论不只是一门学科，是哲学，是世界观，是方法论
二十一世纪比较流行的是3C技术，即计算机技术、通信技术和控制技术，且计算机技术是中心，通信技术是关键，控制技术是根本，所以控制学科已发展成为一门基础学科。而且控制理论和控制工程中的系统结构、系统稳定、系统智能、系统反馈等理论思想除了在自然科学各领域有广泛应用外，还渗透到人文科学中。所以有专家认为控制理论已不单纯只是一门学科，而是发展成为哲学、世界观和方法论。
控制理论和控制工程具有基本概念的普适性和独特性等特点，且在其应用中的关键与核心主要是两个概念：
第一，系统概念。随着社会经济的发展，系统问题已成为社会关注的焦点和热点，特别是社会中的复杂系统及科学课题，这是控制理论发展和完善的必然趋势，控制理论和控制工程除了要进行结构和性质研究外，更要对系统运行进行调控。
第二，反馈概念。这一概念是控制理论的核心，是区别于其他学科及理论应用的根本。反馈可以让控制系统尽可能的具备人类智能的特点，可以对实际应用过程中的数据、结构等不确定因素进行监控和调整，提高工作效率。
2 “一种控制，两种研究方法，三种系统”的应用
⑴“一种控制”，即最优控制。最优控制是控制理论和控制工程应用的核心内容，主要就是在满足一定的约束条件基础上，选择最优控制策略，使性能指标极大化或者极小化，让系统控制通过基本条件及综合方法（就是受控的运动过程或动力学系统）取得最优化效果。
⑵“两种研究方法”，即PDI控制器和Kalman滤波器。PDI控制器和Kalman滤波器作为控制理论与控制工程的典型研究方法，在实际系统中得到广泛的应用。这两种方法不仅可以应用于线性模型，而且还可以应用到很多非线性系统的证明中。
⑶“三种系统”，即开环控制系统、闭环控制系统和符合控制系统。根据不同的具体应用使用不同的系统。比如说水槽内水位的控制和电加热器中的温度控制，主要利用的是自动控制和闭环系统。
总之，控制理论及控制工程随着理论及支撑技术的不断完善，逐渐的由工农业及交通运输等较为传统的产业，向生物、信息、通讯、管理等较为新颖的产业中延伸，也必将在社会的发展中获取更广泛的应用。
参考文献
[1] 王成红，宋苏，刘允刚.国家自然科学基金与我国控制理论与控制工程学科的发展[J].中国基础科学，2010（6）.
[2] 郭雷.关于控制理论发展的某些思考[J].系统科学与数学，2011（9）.
[3] 王海龙.谈控制理论与控制工程的发展与应用[J].科技创新导报，2013（4）.
[4] 王凡，王思文，郑卫刚.现代控制理论概述及实际应用意义[J].网友世界，2012（7）.
[关键词]控制理论；控制工程；发展与应用
中图分类号：TL361 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）48-0371-01
现代化科学技术及计算机技术的高速发展，推动着控制理论的理论基础及具体方法的不断完善，而将控制理论及控制工程科学的应用于各个生活及生产领域的迫切性也日渐凸显，使得控制理论与控制工程也在不断的具体应用中获得着更为全面和系统化的发展。本文就此分析了控制理论与控制工程的发展与应用，旨在给相关科研人员进行难题突破提供一定的参考。
一、控制理论与控制工程的发展
第一阶段：二十世纪40～60年代，即古典控制理论时期。这一时期，主要是对单输入单输出问题进行解决，而解决这些问题所运用到的方法主要有传递函数、根轨迹、频率特性等，且大多数研究的是是线性定常系统，而对非线性系统研究使用的相平面法变量不超过两个，该控制理论能有效的解决生产过程中的单输入单输出问题。其代表有1945年伯德提出的伯德图法等。
第二阶段：二十世纪60～70年代，即现代控制理论时期。这一时期随着空间技术的发展，控制理论逐渐向高性能方向发展，主要是对相对复杂问题进行解决。充分使用数学计算机进行分析设计和实时控制，这一过程中出现的非线性、时变、多输出多输入等相对比较复杂的系统控制问题已远远超出了古典控制理论的范围，为此提出了最优控制方法，随后又产生自适应控制系统，使现代控制理论提出并不断完善。其代表有1961年庞特里亚金的极大值原理。
第三阶段：二十世纪70年代至今，主要是大系统理论和智能控制时期。大系统理论主要是对控制理论广度的拓展，利用控制和信息的观点，对各种大系统的结构、设计、方案等技术理论进行研究；智能化控制主要是对控制理论深度的开掘，对人类智能活动和信息传递控制规律等进行研究，并研制出仿人智能的工程控制和信息處理系统，其代表就是智能机器人的发明。
二、控制理论与控制工程的产生
控制理论作为对社会发展具有重要影响意义的学科，其产生起源可上溯至十八世纪发生在英国的技术革命中，瓦特在蒸汽机的发明之后，将离心式非锤调速器的相关控制原理应用于蒸汽机转速的控制中，开创出以蒸汽作为原动力的机械化格局，而之后的工程界逐渐的将控制理论应用于调速系统稳定性的研究中，通信技术和信息处理技术的高速发展，使得电气工程师们不断的研究出更为科学全面的控制系统分析方法，实现了控制系统的条件稳定性及开环不稳定性的分析研究，而控制理论的创始人于1948年所发表的控制理论的相关著作，就控制理论的相关方法所进行得阐述，推动反馈概念的应用并为控制理论的形成奠定下坚实的基础。
在科技的不断生产发展中，基于控制理论与控制工程的控制技术也在不断的完善，尤其是在计算机技术的不断推动之下，控制理论与控制工程拥有着更深入的发展。就控制理论与控制工程的整体发展历程而言，可大体上划分为三个主要的阶段，其中第一阶段为20世纪的40至60年代，是古典控制理论的形成及发展时期，主要进行单输入及单输出问题的解决，多采用以频率特性、传递函数及根轨迹等作为基础的频域分析法进行系统的研究，而主要进行研究的系统是线性的定长系统，进行非线性系统分析的过程中所选用的相平面法要求变量不能超出两个，该控制理论可实现生产过程中的多种单输入单输出类问题的有效解决。第二个阶段为20世纪60年代到70年代的现代控制理论的形成与发展阶段，该阶段已经步入空间技术时期，控制工程也向性能更高的方向上发展，数字计算机的配合应用，实现了分析设计及实施控制，但时变、多输出多输入及非线性等较为复杂的系统控制内容使古典控制理论呈现出局限性，而最优控制方法在该阶段中提出，使现代控制理论更为完善。第三个阶段是20世纪70年代到目前为止的大系统控制理论及智能控制理论时期，其中大系统控制理论是控制理论就广度上的扩展，利用控制及信息的相关观点进行大系统其结构方案及总体设计，进行的是分解方法及协调处理的相关基础性技术理论的研究；智能控制理论是控制理论就深度上的扩展，进行人类智能化活动、控制信息传递的规律等的研究，并就仿智能化的工程控制系统及信息处理系统等进行研制。
三、 控制理论与控制工程的应用
1 控制理论不只是一门学科，是哲学，是世界观，是方法论
二十一世纪比较流行的是3C技术，即计算机技术、通信技术和控制技术，且计算机技术是中心，通信技术是关键，控制技术是根本，所以控制学科已发展成为一门基础学科。而且控制理论和控制工程中的系统结构、系统稳定、系统智能、系统反馈等理论思想除了在自然科学各领域有广泛应用外，还渗透到人文科学中。所以有专家认为控制理论已不单纯只是一门学科，而是发展成为哲学、世界观和方法论。
控制理论和控制工程具有基本概念的普适性和独特性等特点，且在其应用中的关键与核心主要是两个概念：
第一，系统概念。随着社会经济的发展，系统问题已成为社会关注的焦点和热点，特别是社会中的复杂系统及科学课题，这是控制理论发展和完善的必然趋势，控制理论和控制工程除了要进行结构和性质研究外，更要对系统运行进行调控。
第二，反馈概念。这一概念是控制理论的核心，是区别于其他学科及理论应用的根本。反馈可以让控制系统尽可能的具备人类智能的特点，可以对实际应用过程中的数据、结构等不确定因素进行监控和调整，提高工作效率。
2 “一种控制，两种研究方法，三种系统”的应用
⑴“一种控制”，即最优控制。最优控制是控制理论和控制工程应用的核心内容，主要就是在满足一定的约束条件基础上，选择最优控制策略，使性能指标极大化或者极小化，让系统控制通过基本条件及综合方法（就是受控的运动过程或动力学系统）取得最优化效果。
⑵“两种研究方法”，即PDI控制器和Kalman滤波器。PDI控制器和Kalman滤波器作为控制理论与控制工程的典型研究方法，在实际系统中得到广泛的应用。这两种方法不仅可以应用于线性模型，而且还可以应用到很多非线性系统的证明中。
⑶“三种系统”，即开环控制系统、闭环控制系统和符合控制系统。根据不同的具体应用使用不同的系统。比如说水槽内水位的控制和电加热器中的温度控制，主要利用的是自动控制和闭环系统。
总之，控制理论及控制工程随着理论及支撑技术的不断完善，逐渐的由工农业及交通运输等较为传统的产业，向生物、信息、通讯、管理等较为新颖的产业中延伸，也必将在社会的发展中获取更广泛的应用。
参考文献
[1] 王成红，宋苏，刘允刚.国家自然科学基金与我国控制理论与控制工程学科的发展[J].中国基础科学，2010（6）.
[2] 郭雷.关于控制理论发展的某些思考[J].系统科学与数学，2011（9）.
[3] 王海龙.谈控制理论与控制工程的发展与应用[J].科技创新导报，2013（4）.
[4] 王凡，王思文，郑卫刚.现代控制理论概述及实际应用意义[J].网友世界，2012（7）.