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    中华学生百科全书-第76页  护眼阅读

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      50 年代以来,控制理论在航空航天部门的应用进展很快,许多更复杂、

      更精密的自动控制系统相继出现,如自寻目标导弹、人造卫星、登月飞行、

      火星着陆、载人飞船等。与此同时,随着电子计算机技术的发展和普及,许

      多重要的工业生产部门也逐渐由局部自动走向综合自动化,因为这样可以最

      大限度地提高劳动生产率和产品质量,节约原材料和能源,从而实现现代化

      生产的最优化。

      随着自动化水平的不断提高,控制系统本身也日渐复杂,系统中的控制

      变量数也随之增多,对控制性能的要求也逐步提高,很多情况都要求系统的

      性能是最优的,如时间最短,误差最小、燃料最省、产量最高、成本最低、

      效益最大等,而且要求对环境的变化有较强的适应能力,但现在所依据的稳

      定性、快速性和准确性等设计指标难以满足新的控制要求。为了适应航空航

      天事业和生产综合自动化的需要,1960 年出现了以状态空间描述为基础,以

      最优控制理论为核心的现代控制理论。现代控制理论这一概念,最早是在

      1960 年由美国著名科学家、控制理论界权威人士卡尔曼(R.E.Kalman)(时

      年仅 27 岁)提出的。其主要标志是卡尔曼提出的能控性和能观测性的新概

      念,还有贝尔曼的动态规划和庞特里亚金的极大值原理和卡尔曼滤波器。

      3.大系统理论(70 年代初~现在)

      70 年代以来,控制理论向深度和广度进一步发展,进入了所谓的“大系

      统理论”阶段。因为大系统理论可以用来解决大系统最优设计、最优管理和

      最优控制等问题,所以在国际上受到了日益广泛的重视。一方面,许多国家

      的研究机构、大学、军事部门,都在积极进行各种大系统的研究、分析、设

      计等工作;另一方面,国际上相继成立了跨国的大研究机构,如 1972 年在维

      也纳成立的国际应用系统分析研究所(ⅡASA),旨在专门研究涉及全世界范

      围的大系统问题,如地球资源问题、能源问题、人口问题、世界模型等。

      但是,什么是大系统呢?因为它尚处于不断发展和完善之中,很难给它

      下一个确切的定义。通常所说的大系统,指的是包括工程技术、社会经济、

      生物、生态等各个领域的复杂系统。如各类文献中提到的大型钢铁厂、化工

      厂的多级计算机控制与管理系统;区域性火力电网的动态稳定、自动保护与

      最佳运营系统;水源供应系统、农田水力灌溉网、输油、输气管道系统;铁

      路、航空、城市交通管理与控制系统等等。

      现代经济控制论

      对于一个家庭而言,每个月的经济总收入是有限的,而要消费和支出的

      项目又很多,如衣、食、住、行,购买书籍、文具和其他娱乐消费等。如何

      合理安排和控制各项开支,做到既满足生活要求,又能略有节余以应不时之

      急需,乃是家政管理的一大学问。

      对一个家庭是如此,对一个企业、一个地区乃至一个国家,更是如此。

      国民经济发展水平,是衡量一个国家综合国力的重要依据。而对国民经济的

      宏观遥控和微观搞活,就正如一个善于理财、精打细算的好管家对于一个家

      庭一样,是国民经济适度增长的必要保证。

      经济学,作为一门完整的学科,已有数百年的历史。发展到今天,就像

      是一棵大树,深植在社会经济活动的土壤中,其粗壮的主干上分枝丛生,花

      繁叶茂,色彩缤纷。近几十年来人们尝试用控制论的思想和方法给这棵古老

      的参天大树嫁接上一枚并不显眼的新芽。在斗艳争芳的盛况中,在绿叶浓荫

      的掩映下,这枚嫩芽默默地成长着。通过母体发达的根系吸收土壤中的养分,

      以自己强大的生命力,迅速成长壮大起来。短短时间里,崭露头角,成了经

      济学这棵大树上独树一帜的新分支——经济控制论。特别是近十几年来,这

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      我们说,控制论与经济学的结合产生了新的边缘学科经济控制论。但这

      并不意味着是先有控制论,而后才有经济控制论。事实上,早在控制论诞生

      之前,从古典经济学起,就有大量的经济学者在研究经济系统的调节、反馈、

      控制及稳定性问题,只是他们还没有上到控制论的高度来分析罢了。很明显,

      无论是古典政治经济学家还是现代经济学家,都在一定程度上认识到价值规

      律对经济发展起着重要的“调节器”作用,任何一种社会经济过程中都存在

      着某种自动调节与控制现象,用控制论的术语来说,就是“负反馈调节”。

      经济控制论的最终形成是建立在现代自然科学和社会科学基础上的。

      1952 年在法国巴黎召开的世界控制论大会上,与会学者首先提出了“经济控

      制论”一词。1951~1953 年间,美国加利福尼亚大学史密斯教授运用电子模

      拟装置模拟资本主义经济体系,分析体系的稳定性和各种干扰影响的反应,

      指出了资本主义危机的必然性与周期性。1953 年,英国电子工程学教授 A.

      图斯丁(A·Tustin)发表了《经济系统的机制》,把二次世界大战中发展起

      来的经典控制理论应用于进行控制的问题上,1954 年和 1957 年,美国数学

      家 A.菲利甫斯(A.Phillips)在《封闭经济中的稳定政策》和《稳定政策与

      滞后反应的时间形式》等文中,开始用二次常微分方程来描述宏观经济系统,

      讨论了它的开环控制与闭环控制问题,并提出了一种新的控制方案来改进经

      济政策的稳定性。

      随后,运筹学、系统工程、现代控制理论、大系统理论、微分对策理论

      等新的现代科学理论被陆续引用到经济学的研究领域,极大地推动了经济控

      制论进一步向前发展。

      现代经济控制论的一个主要内容,是将控制论与数量经济学、管理学、

      经济系统学、运筹学等学科相结合,对具体的经济过程实现控制与管理。这

      类经济控制论问题把人和物及各种参数均视为被动的受控对象。典型的应用

      包括:宏观经济的最优控制、建立最优经济增长模型、最佳消费投资比例、

      最佳广告费用、有价证券选择、金融市场最优控制、基本建设投资优化问题

      等等。

      现代经济控制论的另一方面是由对策论发展起来的。在这里,经济控制

      论把人视为其内在的动力因素,人与人之间的关系是既协作又竞争的,这种

      关系形成社会经济的唯一主动结构,从而形成了经济系统的控制功能,简单

      地说,这类经济控制论问题研究的是人的积极性、主动性,涉及到物质【创建和谐家园】、

      责任问题、竞争的控制功能等等。所谓“小智善于治事,大智善于治人,睿

      智善于立法”,就可喻指为控制的几个不同层次。

      现代经济控制论作为一种管理过程的科学的基本工具,在社会主义经济

      中有着巨大的潜力。经济控制论的重要性表现在两个方面:一是它提供了一

      种关于使经济管理有效、准确和可靠的精确分析工具;二是它发展了一种处

      理和解决问题的合适的思想方法,我们称之为“控制论思想”。其实,经济

      控制论的原理和方法并非高深莫测,全部思想方法也都是辩证唯物的。大家

      都来学点经济控制论知识,对我们的国家、对我们的企业、对我们的人民,

      都将是有百利而无一害的。

      生物控制论

      我们知道,工程自动控制系统可以无需人的直接干预而完成各种生产任

      务,这是由于其内部有完善的通讯和反馈控制机制。同样,大千世界中存在

      数百万种生物,在长期的进化过程中,沿着从无序到有序、从低级到高级的

      发展途径,在其体内形成了复杂精巧的自动调节系统,使得生物能在千变万

      化的竞争环境中生存和发展。自然界中每一种生物都能按照自己的方法,适

      应各自所处的环境,就像一部部最灵巧的自动机器。正是由于自动机器和生

      物都具有反馈控制的共性,人们创立了生物控制论这一崭新的边缘学科,其

      基本思想就是根据控制论的思想和方法,研究生物体各部分以及生物体内与

      周围环境之间的信息传递、加工和自动调节规律,以及有关生物医学的信息

      加工和控制问题。

      生物体的结构是多层次的,由亚细胞、细胞到器官和整体,每一层次都

      有其特殊的调节和控制方式。而且,地球上现存的数百万种生物,它们的控

      制和处理形式又千差万别。因此,生物控制论研究的范围是极其广泛的,它

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