控制理论及智能控制论的发展与现状

控制理论及智能控制论的发展与现状

【摘要】控制论涉及面很广，研究许多不同领域对象的控制问题，也用了各种比较高深的数学工具，文章拟以通俗的语言，简明的介绍了控制理论及其智能控制论的基本思想、基本问题和主要方法，系统的叙述了控制论和智能控制论的发展历程并讨论了其未来的发展前景。

关键词：控制论；智能控制论；神经网络；系统辨识

1 引言

控制理论经过数十年世界范围的发展，研究成果十分丰富，其中一些研究经过不断发展完善已经成为成熟的独立学科，还有一些研究经过一段时间的繁荣昌盛，大大促进了控制理论的发展，完成了历史的使命，现在看其本身的理论及应用价值却是有限的。当前，控制理论已渗透到几乎所有工程技术领域，新的问题、专题及学科分支大量涌现，五彩缤纷。但也会使人有目不暇接，无所适从之感。当前，高新技术的发展提出了形形色色的新问题，难度大，急待解决.面对这些新问题，现有的控制理论常常显得无能为力，使得一些问题甚至等不及理论上的准备及指点，已在实际中用各种技术手段着手加以解决。

在这样的形势下，本文对控制理论的发展及现状进行了系统性的分析与探讨，了解主线索及脉络，以便在对未来的发展做探索时能有所帮助。

2 “控制理论”产生的历史背景及其核心内容

在20世纪中叶，各学科正处于交叉渗透时期，而且各门学科的边缘区域及其交叉点，正是等待开垦的科学领域。恰如控制论创始人维纳（N.Wiener）所讲的：“在科学发展上可以得到最大收获的领域是各种建立起来的部门之间的被忽视的无人区。”正是基于这种思想，维纳与信息论创始人申农、计算机创始人图灵以及神经学家等进行多次讨论、交流、合作，于1948年发表了《控制论—关于在动物和机器中控制和通讯科学》的著作。论述了控制论的一般方法，推广了反馈的概念，为控制理论这门学科奠定了坚实的基础。

从维纳的控制论中，可以总结出3个最基本而又重要的概念：信息、反馈和控制，此即为控制论的三要素。

反馈的概念是于1920年首先出现在贝尔电话实验室的文献中，后经维纳的引入，逐渐推

广在工程、生物、心理和其他社会科学领域。事实上，一切机械控制系统、一切生命系统以及那些以生命系统为基础的社会系统都是与反馈机制密不可分的。反馈的本质是系统的输出及送回输入端，并由此对系统状态产生具有制约作用的影响。理解反馈的概念必然注意三点：一是反馈存在于系统之中，某个反馈机制必与某个系统相对应；二是反馈系统的流向与系统主信息的流向相反，即由输出回到输入，构成新生环系统；三是反馈的效果是对系统的状态产生影响。任何系统只有通过反馈，才能实现控制。任何要求只有开放，与外界有信息交换，才可能有序。任何系统都是有结构的，系统的整体功能不等于各孤立部分功能之和。我们对这三个问题要有全面的理解：定义处在一定相互联系之中、与环境发生关系的各个组成部分的整体，即为系统；组成系统的各单元、因子等，即为要素；系统内部各个要素的组织形式，即为结构；系统在一定环境中所发挥的作用，即为功能。系统的整体功能，不仅有各部分的功能，还有各个部分相互联系形成新结构而产生的新的功能。这就是系统科学的三大原理：反馈原理、有序原理、整体原理。控制论、信息论、系统论共同处在系统科学中，是共同发展的。它们的创立是物理学与生物学等多学科交叉、结合、渗透的产物，它们进一步揭示出自然、社会、思维领域中许多现象的一致性。只是由于当时科技水平的局限性，控制论只在工程设计中，主要解决线性定常系统的单输入、单输出问题，反馈信号也只是一种信号数值的大小，而反馈形式只是单一的负反馈的模式。这时的控制论被称作“经典控制论”（第一控制论），但对解决当时的系统控制问题是非常有效的，也是相当广泛的，其突出的成就是导致自动化技术的诞生和发展。

从维纳开创的“经典控制论”到“现代控制论”，标志着人类对现实世界的认识能力和改造能力的进一步提高，是人类对控制技术认识上的一次飞跃。

3 “现代控制论”（Modern Control Theory）的进一步发展

3.1 现代控制论的发展过程

20世纪60—70年代，由于计算机的飞速发展，推动了空间技术的发展。这时，维纳创立的“经典控制论”面临着新的挑战。因为航天技术及其他生产技术的发展，一方面使控制对象变得更加复杂，另一方面对控制的要求提出了更加苛刻的条件。例如非线性的、时变的或者分布参数的系统有关控制问题，对系统本身或其周围环境的不确定因素的适应控制问题，多输入多输出系统的分析和综合问题，以及实现控制的某种目的函数意义下的最优化问题等等，都不是依靠“经典控制论”所能解决的。面对这些挑战，控制理论必须向前发展。而在这个时期，现代科学技术的进步，特别是现代数学和计算机技术的成就恰好为控制理论的发展提供了强有

力的工具。正是在这种历史背景下，“现代控制论”应运而生。

20世纪60年代初，卡尔曼（Kalman）首先提出了使用状态空间方法分析与综合复杂系统的问题，提出了系统的能控性、能观性、稳定性以及滤波等问题，并指出对于多变量系统，只有用状态变量的描述方法，才能完全表达动力学性质，才能确切描述系统的内在特性。一套以状态空间法、极大值原理、动态规划、卡尔曼—布什滤波为基础的分析和设计控制系统的新的原理和方法的确立，标志着现代控制理论的形成。

对于“现代控制论”来说，首先遇到的问题是将实际系统抽象为数学模型，有了数学模型，才能有效地去研究系统的各个方面。许多机电系统、经济系统、管理系统等都可近似认为是线性系统。线性系统和力学中的质点一样，是一个理想模型，这是研究复杂事物通用的、主要的方法。“现代控制论”从自然和社会现象中抽象出理想模型，用状态空间方法表示，然后再做理论上的探讨。以“双机拖动”系统为例，从抽象出数学模型入手，直到工程设计，从而可以获得一个清晰、完整的设计思路的设计方法。这个系统为“获取反馈”，必须根据系统的能控性与能观性，设计观测器，即用观测器作“状态估计”。在此基础上再进一步研究遇到外界干扰的影响。通过这种设计才可获得一个清楚的、完整的、较为系统的概念。

在“现代控制论”中，线性系统理论是其数学基础。线性系统理论包括了矩阵论，是一门严谨的数学学科。我们学习数学，要掌握“方法论”，要逐步学会如何列出数学表达式，并且从中理解其物理实质。数学运算是逻辑思维与一些具体运算知识和技能相结合在处理数量关系时的表现。数学是一个层次、一个层次地抽象，与此同时，其内涵也是一次比一次更加广泛深刻。

现代控制理论是建立在状态空间法基础上的一种控制理论，是自动控制理论的一个主要组成部分。在现代控制理论中，对控制系统的分析和设计主要是通过对系统的状态变量的描述来进行的，基本的方法是时间域方法。现代控制理论比经典控制理论所能处理的控制问题要广泛得多，包括线性系统和非线性系统，定常系统和时变系统，单变量系统和多变量系统。它所采用的方法和算法也更适合于在数字计算机上进行。现代控制理论还为设计和构造具有指定的性能指标的最优控制系统提供了可能性。现代控制理论的名称是在1960年以后开始出现的，用以区别当时已经相当成熟并在后来被称为经典控制理论的那些方法。现代控制理论已在航空航天技术、军事技术、通信系统、生产过

程等方面得到广泛的应用。现代控制理论的某些概念和方法，还被应用于人口控制、交通管理、生态系统、经济系统等的研究中。

3.2 现代控制理论的学科内容

现代控制理论所包含的学科内容十分广泛,主要的方面有:线性系统理论、非线性系统理论、最优控制理论、随机控制理论和适应控制理论。

(1) 线性系统理论它是现代控制理论中最为基本和比较成熟的一个分支，着重于研究线性系统中状态的控制和观测问题，其基本的分析和综合方法是状态空间法。按所采用的数学工具，线性系统理论通常分成为三个学派：基于几何概念和方法的几何理论，代表人物是W.M.旺纳姆;基于抽象代数方法的代数理论,代表人物是R.E.卡尔曼；基于复变量方法的频域理论，代表人物是H.H.罗森布罗克。

(2) 非线性系统理论非线性系统的分析和综合理论尚不完善。研究领域主要还限于系统的运动稳定性、双线性系统的控制和观测问题、非线性反馈问题等。更一般的非线性系统理论还有待建立。从70年代中期以来，由微分几何理论得出的某些方法对分析某些类型的非线性系统提供了有力的理论工具。

(3) 最优控制理论最优控制理论是设计最优控制系统的理论基础，主要研究受控系统在指定性能指标实现最优时的控制规律及其综合方法。在最优控制理论中，用于综合最优控制系统的主要方法有极大值原理和动态规划。最优控制理论的研究范围正在不断扩大，诸如大系统的最优控制、分布参数系统的最优控制等。

(4) 随机控制理论随机控制理论的目标是解决随机控制系统的分析和综合问题。维纳滤波理论和卡尔曼-布什滤波理论是随机控制理论的基础之一。随机控制理论的一个主要组成部分是随机最优控制，这类随机控制问题的求解有赖于动态规划的概念和方法。

(5) 适应控制理论适应控制系统是在模仿生物适应能力的思想基础上建立的一类可自动调整本身特性的控制系统。适应控制系统的研究常可归结为如下的三个基本问题：

①识别受控对象的动态特性；②在识别对象的基础上选择决策；③在决策的基础上做出反应或动作。

3.3 现代控制理论的研究现状

为了适应更为广泛、更加复杂的控制要求，弥补经典控制理论之不足，一种建立在线性代数，概率论，随机过程理论等数学工具基础上的现代控制理论（第二代控制理论）迅速发展起来，迎来了自动控制理论的第二个发展阶段。这种理论所采用有时域法和状态空间方法，不仅能提供系统的外部信息，而且可以提供系统的内部信息。同时具有解决线性和非线性系统，定常和时变系统、单变量和多变量系统的通用特点，而他的繁琐的数学计算，由于电子计算机的迅速发展和应用也得到了很好的解决。因此，它得以迅速的发展和广泛的应用。

有人曾把状态空间法的应用，极大值原理和卡尔曼滤波技术的提出（或加上贝尔曼的动态规划）作为现代控制理论的起点，这种高度的概括，说明了现代控制理论的基本特点：即分析系统的内在特性，控制参数导优和系统的抗干扰能力问题。概括地说，它大致包括以下五个方面的基本内容：

(1) 最优控制问题

最优控制问题是系统如何按照一定的目标来确定一系统的控制函数，它是基于对系统的全部状态的观测而得的。也就是所谓的观测器设计问题，当系统状态不能全部直接观测时就需为系统设计一个状态观测器，它涉及到控制系统的能控性和能观性，在这些状态运动的基础上确定系统的最优控制规律，可见，系统状态运动的能观性和能控性是最优控制系统的先决条件。

(2) 最优估计问题

最优估计问题是指如何从系统受到的随机干扰的输出系统的状态运动。由于系统受到干扰（随机干扰），要根据输出来求出系统的状态，就涉及到利用统计数学的工具来尽可能地消除干扰的影响。这样就产生了对系统的预测、滤波和平滑处理问题。预测是相当多一类最优控制问题的先决条件，滤波则可以从被干扰的信息和干扰分布在不同频段或少量重叠的情况，维纳滤波为信息的干扰噪声混杂在相同频段提供了解决方法，而卡尔曼滤波则把这种方法扩大到各种不平稳过程，平滑处理是用更多的量测数据，包括后来的数据来估计前某一时刻（时间点）上的信息，这种以牺牲时间来换取估计精度的作法在某些场合不仅是合适的，而且是必要的。

(3) 随机最优控制

随机最优控制是为一个承受随机干扰的系统，为使其达到希望的目标而确定一个控数。一般实际系统都要不同程度地受到许多噪声的干扰，在这种情况下的最优控制问题就成为随机最

优控制。

(4) 动态系统辨识

在设计一个控制系统时，特别是设计一个最优控制系统，都必须建立系统的数学模型。在设计过程中，如果系统受到动态干扰（包括测量干扰），如何消除干扰的影响，确定系统的最合适的数学模型，称为动态系统辨识。当需要同时确定系统的结构和参数时，即是系统的动态辨识问题。

(5) 自适应控制

自适应控制是利用各种直接或间接的辨识系统动态特征的方法来得到一个数学模型，该模型可以随时调整控制律以得到对系统的最优控制。它具有上述四个特点的综合特性，可以根据不同的环境和需要，有不同的控制规律，如：自寻优控制，模型参考适应控制，参考模型可变的适应控制等。

现代控制理论的理论和应用的研究都远比经典控制理论更为广泛和深入，其理论和技术不仅使控制理论自身有了长足的发展，而且已形成了几个分支学科，如线性系统理论，最优控制理论、自适应控制、动态系统辨识等。有些分支已与相邻学科进行了相互交叉和相互渗透，如滤波技术和适应滤波。自学习理论和人工智能，系统辨识和建模理论，系统工程和大系统理论等。我们同样看到，现代控制理论的主要分析方法和工具仍然是以数学解析模型进行描述的领域，就大大的限制了现代控制理论的应用。遗憾的是，更为广泛的需要进行控制的系统往往是不具备或不完全具备使用数学模型进行准确有效地对系统特征进行描述的。同样很多系统的数学模型是很不精确或者是很难有效的。而对这样的挑战，人们进行了广泛深入的研究，并且与迅速发展的其它的学科（如电子计算机，人工智能等）相互交叉与渗透，互为启发，相互补充，开创了控制理论发展的第三个阶段:智能控制。

4 智能控制论

4.1 智能控制论的发展

智能控制理论是控制理论发展的一个崭新阶段，是控制系统分析、综合、设计和应用实践的需要，也是人工智能与控制理论，以及控制论和工程控制论等学科发展的必然结果，这反映了现代科学技术发展的一个规律—不同学科之间的相互汉透，相互启发，相互结合，将产生内

涵更为深入，具有更为广泛指导意义的新的理论体系和科技成果。

60—70年代，由于人工智能学科的发展，在进行有关“学习系统”和“学习方法”研究的基础上，付京逊(K·S·Fu)教授在研究控制系统经过对环境的学习而进行的自动控制的“学习控制(Learning Control)”系统时，首先采用“智能控制(Intellingent Control)”的术语，主要是指旨在具有问题求解和高层决策功能的一些学习控制系统，如拟人控制系统，自主机器人控制系统，“人—机”结合控制系统等。在工程控制论的领域中，主要研究了自适应控制系统，包括模型参考自适应系统，自校正控制系统以及自寻优控制系统等。在系统设计技术实现和工程应用方面都取得了一定的进展。

进入八十年代以后，微处理器和计算机的发展从技术上取得了突破性进展，为实用的智能控制器的研制以及智能控制系统的开发提供了先进、可靠、价格低廉的技术工具，为人工智能知识工程关于知识表达，知识推理方法，特别是专家系统设计与建造方面的技术进展，为智能控制系统的研制和开发准备了新的条件和途经。专家系统技术开始步入控制领域，出现了“专家控制系统(Expert Control System)并在工业过程控制，电力系统，航空，航天和军事方面取得了应用成果。特别是80年代中后期以来，人工智能人工神经网络—根据生物科学心理学，脑科学的科研成果，利用工程和物理方法，直接模拟人的智能结构和活动的学科领域—由于微电子技术突破了计算机硬件开销的限制而异军突起，重又成为一个十分活跃的拟人智能的研究，应用开发领域。这样为智能控制方法增添了新的内容。徐序彦教授(X·Y·Tu)在上述的理论和技术基础上，提出创立一门新的边缘学科“智能控制论(Intelligent Cybernetic s)”。可以说智能控制论的创建是控制论发展和演变的必然结果。

4.2 智能控制论的基本设想、内容及方法

智能控制论的基本设想为：(图4-1)。

其中，大系统控制论是研究各种大系统控制过程的共同规律，原理和方法。

智能控制论(Intelligent Cybernetics)是研究各种智能控制系统的共同规律，原理和方法。

智能控制论是控制论向智能水平的深度发展的分支学科。智能控制论的科学体系内容十分丰富，它主要包括：智能控制理论(Intelligent Control Theory)，智能管理论(Intelligent Managerent Theory)，智能调节理论(Intelligent Regulation Theory)，智能指挥理论(Intelligent Comand Theory)，智能决策理论(Intelligent Decision Theory)等。智能控制论的学科内容是研究各种智能控制系统(工程的、生物的、经济的、社会的)的共同规律，原理和方法，其中包括两方面的基本内容:一是智能系统的原理分析，二是智能控制系统设计(图4-2)。

智能控制论中，采用智能控制系统的“广义模型化”方法，所谓“广义模型化”方法是包括知识模型，数学模型，神经网络模型的综合，统一的系统模型化方法，以及基于这些模型的广义模型分析方法(图4-3)。

基于这些分析方法，可以设计出具有各种拟人智能的控制系统，对于一个简单的智能控制系统，可采用上述方法的一种或两种，而对于较为复杂的智能控制系统，则需要采用上述分析方法相互结合，实现广义模型化进行分析设计。

目前在智能控制的理论和方法研究中，基本是沿着这一思路进行分析和设计的，一般都使用定性和定量相结合的模型，采用基于知识的定性描述方法与数学解析方法相结合，或采用基于学习的神经网络的集成描述方法与数学解析方法相结合，如萨里迪斯(G·N·Saridis)的分级递阶智能控制，Astrom等人的专家控制，徐序彦的专家控制系统，Vilia的知识基/解析混合多层智能控制，周其鉴、陈民镛等人的基于神经网络的仿人智能控制，C·C·Lee的模糊控制器等以及大量的成功的试验和应用。

智能控制理论是分析智能控制系统原理及设计的基本理论，是智能控制论的重要分支，也是上述方法的总结，归纳和创新。在使用智能控制理论进行分析设计时应采用智能控制论的思想方法。充分运用智能控制论所提供的研究思想和工具。

4.3 智能控制论的分类

智能控制的概念和原理主要是针对被控对象、环境、控制目标或任务的复杂性而提出来的。智能控制与传统控制的主要区别在于传统的控制方法必须依赖于被控制对象的模型，而智能控制可以解决非模型化系统的控制问题。目前,根据智能控制发展的不同历史阶段和不同的理论基础可以分为四大类：

(1)基于专家系统的智能控制；

(2)分层递阶智能控制；

(3)模糊逻辑控制；

(4)神经网络控制。

早期的智能控制（如基于专家系统的智能控制）是以傅京逊教授为代表提出的二元论（人工智能+控制论）和以Saridis为代表提出的由执行级、协调级和组织级构成的分层递阶智能控制。由于人工智能技术在实时性等方面没有取得突破性进展，基于符号逻辑推理技术为主的智能控制技术难以得到广泛应用。80年代后,智能控制技术得到迅速发展。它主要得益于模糊逻辑控制和神经网络控制理论的不断成熟。此外，90年代以来,智能控制的集成技术研究取得了

重大进展，如模糊神经网络、模糊专家系统、传统PID控制器与智能控制的结合等。这些都为智能控制技术的应用提供广阔的前景。

4.3.1 模糊逻辑控制

模糊逻辑控制论于1965年由扎德教授首先提出。它的主要思想是吸取人类思维具有模糊性的特点，通过模糊逻辑推理来实现对众多不确定性系统的有效控制。如果说，传统的控制是从被控对象的数学结构上去考虑进行控制的，那么，模糊控制是从人类智能活动的角度和基础上去考虑实施控制的，其设计的核心是模糊控制规则和隶属度函数的确定。经典的模糊逻辑控制器的隶属度函数、控制规则都是根据经验预先总结出来的。控制过程中没有对规则进行修正功能，不具备学习和适应能力。但仍然在许多场合，炉窑控制、化工过程控制、水处理、家电等得到广泛的应用。同时，多种改进的或复合的模糊控制器也不断涌现，如模糊PID调节器、模糊专家控制器、模糊自适应控制器、模糊神经网络控制器等。此外，模糊系统建模、模糊控制器的稳定性分析、模糊控制器的鲁棒性设计等一些热点和难点问题也都取得了进展。模糊控制已经进入一个新阶段。

4.3.2 神经网络控制

神经元的数学模型是1943年由McCmloch和Pitts两位科学家首先提出的。神经网络理论的发展经受了不平凡的历程，其真正的发展期应该是在80年代以后。尤其在1986年发表了感知器网络的学习算法后,神经网络的应用前景更加开阔。同时，它也为神经网络控制创造了必要的条件。神经网络控制是模拟人脑的结构和工作机理对系统实现控制。神经网络的主要特点是具有学习能力、并行计算能力和非线性映射能力。充分利用神经网络的这些能力来解决众多非线性、强耦合和不确定性系统的控制问题是神经控制论研究的主要课题。神经网络模型的种类繁多，但在神经控制论中得到广泛应用的神经网络模型并不富有。目前主要有：多层前向传波网络(MLP)、小脑模型(CMAC)、回归神经网络、径向基网络(RBF)等。

4.3.3 学习控制

学习控制的作用是为了解决主要由于对象的非线性和系统建模不良所造成的不确定性问题，即努力降低这种缺乏必要的先验知识给系统控制带来的困难。它与自适应控制的最大区别在于学习控制强调记忆。学习控制要求把过去的经验与过去的控制条件相联系，能针对一定的控制局势来调用适当的控制经验。学习控制目前主要有3大研究方向：

(1)基于模式识别的学习控制,如再励学习、Bayes学习、VC学习、随机逼近等。

(2)基于迭代的学习控制。主要针对周期性作业的非线性控制系统，如机械手作业控制。

(3)连接主义学习控制。主要基于人工神经网络技术。

(4)进化计算。进化计算是模拟自然进化过程的一种随机性全局优化方法。遗传算法、进化策略等的优化算法在全局性、鲁棒性、并行性等方面表现出为学习控制算法优化提供了有力的工具。

智能控制技术覆盖的领域相当广泛，本文仅将智能控制技术的一些热点作了分析和概述。我们认为智能控制技术至少应该包括模糊控制论、神经控制论、专家控制系统和一些新颖的智能控制理论和方法等。

4.4 智能控制的现状与发展趋势

经过八十年代的孕育发展，特别是近几年来的研究和实践，国际上已认识到采用智能控制是解决复杂系统控制问题的主要途径，并已纷纷付诸行动。

在目前发表的工程类文献中，从现代控制理论向智能化发展的研究越来越多。如带有智能功能的传统控制（自适应控制、鲁棒控制等），基于传感器或行为的智能反馈控制，学习控制和循环控制，故障诊断及容错控制，以生产调度管理控制为背景的离散事件系统研究，机器人班组自组织协调控制，自主控制，以及控制系统的智能化设计等等。另外，用人工智能方法解决控制问题的研究也日益增多，如：决策论，带有专家系统的监控、预警及调度系统，用神经元网络实现控制的系统，基于符号表示、模糊逻辑等设计的控制系统，模式识别与特征提取，智能机的应用等。特别是近年来对现场人工智能的研究，更在将人工智能的研究成果用于智能控制的道路上大大前进了一步。

当前在许多专业化学科与工程中，针对特定对象的具体复杂性，综合运用各种智能控制策略，力求实现具体复杂系统的智能控制。如机器人研究中的智能机器人，航空航天工程中空间机器人的自主控制，以智能材料为基础的智能工程等。另一方面，更为抽象的一般智能控制原理的研究，如“拟人”与“拟社会”原理、分解集结原理、递阶控制（层次递阶与时序递阶）原理，智能控制结构体系等的研究也在积极进行。

可以说当今智能控制研究中存在着两种趋势：一种是分别从“现代控制理论”和“人工智

能”这两个基地走向智能控制；另一种是分别从“专业化学科与工程”和“一般原理”这两个基地走向智能控制；且不论从哪种趋势看，从前一个基地出发进行智能控制研究都是非常重要且切实可行的。

从上述研究现状及发展趋势看，研究复杂系统的智能控制，要综合运用控制理论、运筹学、人工智能、信息科学及计算机科学的最新成果，并加以发展，创新。智能控制的发展将需要并促进各相关学科中新的理论及技术手段的发展，如：感知环境的信息采集、数据处理与融合，以及为实时处理和控制所必须的计算技术及实现手段的研究等等。特别是将引起众多学科的相互交叉、渗透与融合。极大可能的是，智能控制并不像最优控制那样，是一个有相当系统化理论的单一学科，而是包括若干学科的一个领域的统称，正象现代控制理论包括：线性系统、最优控制……一样。因此，对智能控制的研究应当是多侧面的，每个从事有关研究的人员都可以自己当前的研究为基地和出发点，脚踏实地地进行复杂系统智能控制研究，为其发展做出自己的贡献。

智能控制的研究目前尚处初期，它的研究范围及人们对它的认识也在不断发展之中，它的建立将是一个历史时期的任务。随着历史的前进，人类必将把自然及社会上越来越多的事物置于科技的控制之下，发挥出科学技术的更大威力。

5 结论

控制理论的发展，经历了经典理论、现代理论，到今天的智能控制，是科技进步的必然。智能控制是以研究复杂系统控制为目标，它不是一个具体课题或一个学科，而是一个研究领域，可以从很多不同的角度出发来研究、发展它，其中从控制理论及工程角度出发进行研究就是十分重要的途径之一。

参考文献

[1] 钱学森著. 戴汝为议.工程控制论. 北京：科学出版社，1958

[2] 蔡自兴. 智能控制技术. 北京：机械工业出版社，1999

[3] 蔡自兴. 人工智能及其应用第三版. 北京：清华大学出版社，2003

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[5] 易孟林. 现代控制工程原理. 武汉：华中科技大学出版社，2008

现代控制理论发展史香港科技大学李泽湘教授的报告

自动控制技术与人类科技文明 Automatic Control & Human Civilization 前言 从远古的漏壶和计时容器到公元前的水利枢纽工程，从中世纪的钟摆、天文望远镜到工业革命的蒸汽机、蒸汽机车和蒸汽轮船，从百年前的飞机、汽车和电话通讯到半个世纪前的电子放大器和模拟计算机，从二战期间的雷达和火炮防空网到冷战时代的卫星、导弹和数字计算机，从六十年代的登月飞船到现代的航天飞机、宇宙和星球探测器，这些著名的人类科技发明直接催生和发展了自动控制技术。源于实践，服务于实践，在实践中升华。经过千百年的提炼，尤其是近半个世纪工业实践的普遍应用，自动控制技术已经成为人类科技文明的重要组成部分，在日常生活中不可或缺。随着新型制造业的兴起和网络信息技术的进步，自动控制技术的发展与应用将进入一个全新的时代，新的维纳和卡尔曼将陆续诞生。数风流人物，还看今朝。 1

I.前期控制(Early Control)(1400B.C. - 1900) (0)中国，埃及和巴比伦出现自动计时漏壶 (1400B.C. ~1100B.C.)。孙武著《孙子兵法》 (600B.C.) (1)秦昭王时，李冰主持修筑都江堰体现的系 西汉漏壶统观念和实践(300B.C.) 2

(2)亚历山大的希罗发明开闭庙门和分发圣水等自动装置(100年) (3)中国张衡发明水运浑象，研制出自动测量地震的候风地动仪(132年) 3

(4)中国马钧研制出用齿轮传动的自动指示方向的指南车(235年) (5)中国定向驾驶舵（1180年） （人类首台控制机构）(6)中国明代宋应星所著《天工开物》 记载有程序控制思想(CNC)的提花织 机结构图(1637年) 4

新媒体的发展现状

一、新媒体的发展现状：目前我国出现的新媒体主要有网咯、手机、博客、播客等等。 1、互联网截至2005年12月31日，我国上网用户总数达到1.11亿人。目前，我国网民数 和宽带上网人数均仅次于美国，位居世界第二。每天打开网络看新闻、联络同事朋友，已成为相当数量年轻人的生活习惯。 2、手机统计显示，到2005年底，全国手机用户总量已超过3.93亿户，手机普及率达到每 百人30.3 部，手机的普及为其担当媒体重任奠定了基础。同时，随着技术的进步，手机进入了彩色多媒体时代，能提供声音与图文并茂的多媒体信息，手机报、手机影视、手机搜索也一一闯进人们的生活。 3、博客从2002年正式在中国兴起以来，学界对它的研究就没有中断过。互联网传播最抢 眼的现象就是博客的大面积普及。 4、播客是英文Podcasting的音译，是一种在互联网上发布音频或视频文件并允许用户免费 或订阅接收的传播形式。尤其是最近一年，播客发展呈现出“井喷”态势。 二、新媒体的特点 1、互动性：触动传媒最大的优势在于互动。出租车内的乘客可以根据自身的需求与爱好触摸屏幕，选择信息，参与喜爱的活动，这种传播媒体的方式摆脱了广告的隐性弱点，由强制性的被动接受变为亲自体验和主动参与。触动传媒这种通过讲话、说故事、玩游戏的方式，让消费者习惯于从这个平台中获得时效、时尚、实惠的信息与知识，从而接受这样的一个信息平台成为其日常的一种生活方式。 2、针对性：对2万个潜在顾客讲话，也大大好过对200万个“不确定”人物讲话。分众传媒(FOCUS Media)，中国生活圈媒体群的创建者，是面向特定的受众族群的媒体，这部分受众群体能够被清晰的描述或定义，同时，这部分群体也恰恰是某些产品或品牌的领先消费群或重度消费群。 3、实时性：与传统媒体相比较，新媒体多属于分众型或小众型的媒体。它们可以在短时间之内对广告内容和广告传播区域进行改变。 4、稀缺性：传媒的终极目标便是广告的到达率与记忆性。但在现实生活中“我们不是刻意的做给别人看，而是在别人可以看的地方做”。这是亮角落传媒的服务理念。短短时间内凭借其位置的独特性，充分占据高端商务人士的眼球空挡。针对不同的场所、区域的特点，打造个性化、时尚化、人文化的角落平面媒体平台。在全国高端商务、娱乐、餐饮等场所构建起了以化妆间、电梯按钮等被传媒冷落多年的小小角落为载体的“平面媒体”网络。 三、新媒体的优势 1、新媒体提升新闻时效性 如今许多受众已经已经习惯通过网络来获取信息，通过这种途径得知的新闻往往比随后浏览报纸、观看电视所获知的要新鲜很多。 2、新媒体增强受众主动性 报纸新闻的阅读受报纸发行时间和地点的限制，电视新闻的收看受播出时间段的限制，传统媒体的受众不可能在自己所希望的任何一个时间段随心所欲地接受信息。新媒体的出现则大大改变了这样的格局，受众可以在任何时间段通过网络了解国内外动态，可以通过手机短信接收所希望获知的资讯。新媒体无形中改变了人们与生活对话的方式。 3、新媒体降低信息成本 现在，随着新技术的发展，新媒体的成本大幅度下降，无论是在获得信息的量上，还是在获得信息的量上，还是在获得信息的价格上，报纸都在失去其传统优势。新媒体传输技术和终端设备技术的长足进步导致其价格大幅度下降，而且基本不受传输距离，范围和信息量的影响。

国内智能停车场的现状与未来发展趋势

国内智能停车场的现状与未来发展趋势 大家对中国智能停车场产品市场发展环境、市场规模与结构、技术水平、市场供需情况、影响未来5年市场发展的主要因素、未来5年市场趋势及发展规模等问题谈了自己的看法。希望在这个沸沸腾腾的市场环境之下，大家都能保持自己对市场清晰的认识，也希望智能停车场市场能够早日进入一个有序、良性的发展状态中。 品牌优势将会逐步体现 ——石家庄优创科技开发有限公司陈杰 总体来说，目前国内停车场产品成熟度较低，技术水平和可靠性实际上还不能满足更高的要求，设备没有形成主流品牌，能提供成套设备的厂商更少，用户在设备选型时存在困难。一般的制造商生产规模都较小、技术力量弱，在品质管理和生产成本上都有一定难度。 但市场对价格又很敏感，这样的矛盾实际上促使很多厂商在制造产品时一味简化工艺来降低成本，致使许多产品技术含量低，工艺简陋，自然性能就不那么令人满意。优创产品面向公路和停车场两个市场，具有很好的生产规模，通过提高产量来控制成本。市场是技术、品质和品牌的竞争，许多一味走低价路线但品质很低的产品会逐渐地淡出市场，品牌的优势将会逐步体现，许多未形成品牌的产品其竞争力也会很弱。 目前市场上停车场主要设备，如电动栏杆机（或称道闸），一般为了降低成本，往往采用蜗轮蜗杆驱动甚至皮带驱动。这些产品采用比较陈旧的技术，性能自然不令人满意，表现在噪音大、起落太慢、栏杆抖动不平稳，以及比较致命的是寿命较短，不适应稍大型的停车场，又比如自动发卡机，目前市面上大部分产品除进口以外，可靠性普遍很差，在很多停车场都是瘫痪状态，其他很多产品情形相似。 市场趋势：合理化、人性化、智能化 ——北京澎达安全系统有限公司张晓曦 中国智能停车场市场处于起步发展阶段，各公司都是根据自己的想法，开发自己认为较好产品来占领市场，发展前景很好。 未来5年中国的智能车场市场的发展要看是否有政府导向，如果有会有一个良性发展，如果没有还是各自为政，但总的来说停车场市场会向更加合理化、人性化、智能化发展。国外的停车场市场发展，是分几步走的。临时停车收费管理系统发展过程为卡片收费管理、打孔纸票、条码纸票、磁条纸票，目前发达国家普遍采用磁条纸票。收费方式发展过程为出口收费方式、中央收费方式、自动收费方式。固定客户停车管理发展过程为磁卡、近距离感应卡、有源远距离感应卡、无源远距离感应卡、还有车牌自动识别系统、编码遥控停车管理系统等等。中国的智能停车场市场发展也会跟着国外的发展走，但发展过程会比国外快。

国外工控机技术发展趋势国内发展概况与策略

国外工控机技术发展趋势国内发展概况与策略 机械工业基金会　段明祥 一、国外工控机发展趋势 1.工控机发展的几个热点问题 (1)现场总线　现场总线是连接设置在工业过程现场的仪表与设置在控制室内的控制设备的数字化、双向、多向通信网络。它具有消除了4～20mA 信号传输瓶颈现象等很多优点,意义深远,因此受到国际上自动控制、仪表产业、计算机产业界的高度重视。有良好的发展前景。目前,较为流行的现场总线有FF 、PRO F I BU S 、CAN 、L on W o rk s 、HA R T 。已将FF (F ieldbu s 、Foundu ti on )和HA R T 列入国家“九五”攻关项目。 收稿日期:1998-09-21 (2)IPC 因PC 机硬、软件资源丰富、产量大、价格低、质量高,为广大技术人员所熟悉和认可。家用电脑逐步成熟。目前,PC 机占通用计算机95%以上。这是工业PC 热的基础。搞工控的专家和技术人员自然想赋予PC 总线更高的使命,拟让它在过程控制、制造自动化、楼宇自动化等方面扮演重要角色。 (3)PC I 随着CPU 性能的不断提高,总线结构经历了几个发展阶段。①ISA 总线,又称A T 总线;②M CA 标准;③E ISA ;④局部总线,局部总线有两种标准;V ESA (VL )和PC I ,这两 个总线的数据宽度均为32位,并可扩展到64位,数据传输率132M B ～264M B S ,但VL 总线受CPU 时钟频率的限制,只为In tel 486芯片所专用,而PC I 总线是一个经济实用的高性能总线。现PC I 不仅用于PC 机,而向通讯等很广泛领域扩展。 2.DCS (分散型控制系统) 当前工业控制计算机仍以大系统、分散对 象、连续生产过程(如:冶金、石化、电力等)为主,采用分布式系统结构的分散控制系统仍在发展。由于开放结构和集成技术的发展,促使大型分散型控制系统销售增加。DCS 1997年销售为45亿美元。世界上主要DCS 供应商为:Hon 2eyw ell 、B ailey 、W esting 、Hou se 、ABB 、Foxbo ro 、Siem en s 、EU RO 、横河、日本、山武霍纳威尔等。 在工控机中DCS 是受计算机技术影响最大、反应最快的一种。DCS 主要发展趋势为: (1)DCS 向综合方向发展　由于标准化数据通信链路和通信网络的发展,将各种单(多)回路调节器、PL C 、STD 总线、工业PC 、N C 等工控设备构成大系统,以满足工厂自动化要求,并适应开放化的大趋势。 (2)DCS 向智能化方向发展　由于数据库系统、推理机能等的发展,尤其是知识库系统(KB S )和专家系统(ES )的应用,如自学习控制、自适应控制、远距离诊断、自寻优等,人工智能会在DCS 各级实现。和FF 现场总线类似,以微处理器为基础的智能设备,如智能I O 、智能P I D 控制、智能传感器、变送器、调节器、执行器、智能人机接口、可编程调节器相继出现。 (3)DCS 工业PC 化　由IPC 组成DCS 成为一大趋势,PC 作为DCS 的操作站或节点机已经很普遍,PC PL C 、PC STD 、PC N C 等就是PC DCS 的先驱。 (4)现场总线FF 与DCS 现场总线FF 的优点:①消除了4～20mA 信号传输的瓶颈;②减少了电缆配件及安装、维修费用;③提高了检测精度和鲁棒性;④增强了控制系统的可靠性与自治性;⑤为用户提供更多的功能;⑥用户拥有仪表等产品的选择权;⑦产生先进的新型现场仪表,赋予现场仪表许多新的先进功能;⑧调

智能机器人的现状和发展趋势

智能移动机器人的现状和发展 姓名 学号 班级：

智能移动机器人的现状及其发展 摘要：本文扼要地介绍了智能移动机器人技术的发展现状，以及世界各国智能移动机器人的发展水平，然后介绍了智能移动机器人的分类，从几个典型的方面介绍了智能移动机器人在各行各业的广泛应用，讨论了智能移动机器人的发展趋势以及对未来技术的展望，最后提出了自己的建议和设想，分析我国在智能移动机器人方面发展并提出期望。 关键词：智能移动机器人；发展现状；应用；趋势 1引言 机器人是一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机，或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。智能移动机器人则是一个在感知 - 思维 - 效应方面全面模拟人的机器系统，外形不一定像人。它是人工智能技术的综合试验场，可以全面地考察人工智能各个领域的技术，研究它们相互之间的关系。还可以在有害环境中代替人从事危险工作、上天下海、战场作业等方面大显身手。一部智能移动机器人应该具备三方面的能力：感知环境的能力、执行某种任务而对环境施加影响的能力和把感知与行动联系起来的能 力。智能移动机器人与工业机器人的根本区别在于，智能移动机器人具有感知功 能与识别、判断及规划功能[1] 。 随着智能移动机器人的应用领域的扩大，人们期望智能移动机器人在更多领 域为人类服务，代替人类完成更复杂的工作。然而,智能移动机器人所处的环境 往往是未知的、很难预测。智能移动机器人所要完成的工作任务也越来越复杂; 对智能移动机器人行为进行人工分析、设计也变得越来越困难。目前，国内外对 智能移动机器人的研究不断深入。 本文对智能移动机器人的现状和发展趋势进行了综述，分析了国内外的智能 移动机器人的发展，讨论了智能移动机器人在发展中存在的问题，最后提出了对 智能移动机器人发展的一些设想。 1

现代控制理论概述及实际应用意义

13/2012 59 现代控制理论概述及实际应用意义 王 凡 王思文 郑卫刚 武汉理工大学能源与动力工程学院 【摘 要】控制理论作为一门科学技术，已经广泛地运用于我们社会生活的方方面面。本文介绍了现代控制理论的产生、发展、内容、研究 方法和应用以及经典控制理论与现代控制理论的差异，并介绍现代控制理论的应用。提出了学习现代控制理论的重要意义。【关键词】现代控制理论；差异；应用；意义 1.引言 控制理论作为一门科学技术，已经广泛地运用于我们社会生活的方方面面。例如，我们的教学也使用了控制理论的方法。老师在课堂上讲课，大家在课堂上听，本身可看作一个开环函数；而同学们课下做作业，再通过老师的批改，进而改进和提高老师的授课内容和方法，这就形成了一个闭环控制。像这样的例子很多，都是控制理论在生活中的应用。现代控制理论如此广泛，因此学好现代控制理论至关重要。 2.现代控制理论的产生与发展现代控制理论的产生和发展经过了很长的时期。从现代控制理论的发展历程可以看出，它的发展过程反映了人类由机械化时代进入电气化时代，并走向自动化、信息化、智能化时代。其产生和发展要分为以下几个阶段的发展。 2.1 现代控制理论的产生在二十世纪五十年代末开始，随着计算机的飞速发展，推动了核能技术、空间技术的发展，从而对出现的多输入多输出系统、非线性系统和时变系统的分析与设计问题的解决。 科学技术的发展不仅需要迅速 地发展控制理论，而且也给现代控制理论的发展准备了两个重要的条件—现代数学和数字计算机。现代数学，例如泛函分析、现代代数等，为现代控制理论提供了多种多样的分析工具；而数字计算机为现代控制理论发展提供了应用的平台。 2.2 现代控制理论的发展五十年代后期，贝尔曼（Bellman）等人提出了状态分析法；在1957年提出了动态规则；1959年卡尔曼（Kalman）和布西创建了卡尔曼滤波理论；1960年在控制系统的研究中成功地应用了状态空间法，并提出了可控性和可观测性的新概念；1961年庞特里亚金（俄国人）提出了极小（大）值原理；罗森布洛克（H.H.Rosenbrock）、麦克法轮（G.J.MacFarlane）和欧文斯（D.H.Owens）研究了使用于计算机辅助控制系统设计的现代频域法理论，将经典控制理论传递函数的概念推广到多变量系统，并探讨了传递函数矩阵与状态方程之间的等价转换关系，为进一步建立统一的线性系统理论奠定了基础。 20世纪70年代奥斯特隆姆（瑞典）和朗道（法国，https://www.wendangku.net/doc/1a9776523.html,ndau）在自适应控制理论和应用方面作出了贡献。 与此同时，关于系统辨识、最优控制、离散时间系统和自适应控制的发展大大丰富了现代控制理论的内容。 3.现代控制理论的内容及研究方法 现代控制理论的内容主要有为系统辨识；最优控制问题；自适应控制问题；线性系统基本理论；最佳滤波或称最佳估计。 （1）系统辨识 系统辨识是建立系统动态模型的方法。根据系统的输入输出的试验数据，从一类给定的模型中确定一个被研究系统本质特征等价的模型，并确定其模型的结构和参数。 （2）最优控制问题 在给定约束条件和性能指标下，寻找使系统性能指标最佳的控制规律。主要方法有变分法、极大值原理、动态规划等极大值原理。现代控制理论的核心即：使系统的性能指标达到最优（最小或最大）某一性能指标最优：如时间最短或燃料消耗最小等。 （3）自适应控制问题 在控制系统中，控制器能自动适应内外部参数、外部环境变化，自动调整控制作用，使系统达到一定意义下的最优。模型参考自适应控制

人工智能学习研究的现状其发展趋势

浅谈人工智能学习研究的现状 及其发展趋势 摘要：自上世纪五十年代以来，经过了几个阶段的不断探索和发展，人工智能在模式识别、知识工程、机器人等领域已经取得重大成就，但是离真正意义上的的人类智能还相差甚远。但是进入新世纪以来，随着信息技术的快速进步，与人工智能相关的技术水平也得到了相应的提高。尤其是随着因特网的普及和应用，对人工智能的需求，变得越来越迫切，也给人工智能的研究提供了新的更加广泛的舞台。本文强调在当今的网络时代，作为信息技术的先导，人工智能学习在人工智能科学领域中是一个着非常值得关注的研究方向，要在学科交叉研究中实现人工智能学习的发展与创新，就要关注认知科学、脑科学、生物智能、物理学、复杂网络、计算机科学与人工智能之间的交叉渗透点，尤其是重视认知物理学的研究。自然语言是人类思维活动的载体，是人工智能学习研究知识表示无法回避的直接对象，要对语言中的概念建立起能够定量表示的不确定性转换模型，发展不确定性人工智能；要利用现实生活中复杂网络的小世界模型和无尺度特性，把网络拓扑作为知识表示的一种新方法，研究网络拓扑的演化与网络动力学行为，研究网络化了的智

能，从而适应信息时代数据挖掘的普遍要求，迎接人工智能学习与应用领域新的辉煌。 1.前言 自20世纪90年代以来，随着全球化的形式与国际竞争的日益激烈，对人工智能技术的研究与应用变的越来越被人们关注，且人工智能在制造中的运用以成为实现制造的知识化、自动化、柔性化以实现对市场的快速响应的关键。 人工智能已对现实社会做出了非常重大的贡献，而且其作用已在各领域发挥得淋漓尽致，特别是在计算机领域，人工智能的应用更加突出，可以说，哪里有计算机应用，哪里就在应用人工智能；哪里需要自动化或半自动化，哪里就在应用人工智能的理论、方法和技术。目前，人工智能应用的主要领域，也就是计算机应用的主要领域。 人工智能是一门研究人类智能的机理以及如何用机器模拟人的智能的学科。从后一种意义上讲，人工智能又被称为“机器智能”或“智能模拟”。人工智能是在现代电子计算机出现之后才发展起来的，它一方面成为人类智能的延长，另一方面又为探讨人类智能机理提供了新的理论和研究方法。 学习机制的研究是人工智能研究的一项核心课题。它是智能系统具有适应性与性能自完善功能的基础。学习过程具

智能化社区的现状及今后发展趋势

智能化社区的现状及今后发展趋势 一、国内智能化社区的发展状况 智能小区在我国还属于方兴未艾的新事物，经过10多年发展取得长足的进步，但发展还很不平衡。深圳、上海、广州、北京等各沿海城市、直辖市和各省级中心城市发展较快，欠发达地区与发达地区相比有的慢一到二个节拍，有的社区的智能化刚开始不久，有的还处于炒作阶段。总的来说，社区的智能化犹如雨后的春笋方兴未艾，开遍在祖国的神州大地，成为社会发展的必然趋势，具有广阔的市场空间。 随着我国3111工程的推进，创建平安城市和建设和谐社会的深入，无疑对智能社区的发展起到催化的做用。据相关资料统计，未来5年中国的智能化小区将以30%的速度增长，预计到2010年我国大中城市中的60％住宅要实现智能化。 1、智能化小区产品控制技术之竞争 智能社区在我国虽有10多年的历史，但还属于方兴未艾的时期，还没有统一的技术标准，相关的规范和标准还在制定之中，整个系统的集成度还不高，还未能向智能大厦那样将所有系統集成IBMS平台上。目前行业内的主要技术和产品缺乏开放性、兼容性、互联性，各自为阵、百花齐放、百家争鸣。 目前行业内技术产品主要分为两大阵营：“网络派”和“总线派”。网络派主张整个社区以计算机网络集成技术为平台，实行多网合一。所有的产品都以计算机网络为应用的基础，因此它对智能化社区产品技术和成本要求较高，但它是目前国际技术的主流和发展趋势。随着我国的IPv6（10G/S的传输速率）实施为这一派（包括慑力等企业）奠定了基础。 2、安全防范技术在社区的应用与发展 安全防范技术在社区的应用经过10多年的努力取得了迅猛的发展，新的技术、新的产品层出不穷，并广泛的应用于社区建设中。生物识别技术中的指纹门禁已开始在深圳一些高档社区的单元门应用；第三代数字化网络远程视频监控技术已更广泛、深入地应用到各个行业，其中不少网络化建设水平较高的社区也开始应用第三代数字化网络远程视频监控设备。 所谓“智能住宅”(Smart Home)，就是利用先进的计算机技术、网络通讯技术、

智能机器人的现状及其发展趋势

智能机器人的现状及其发展趋势 摘要：本文扼要地介绍了智能机器人技术的发展现状，以及世界各国智能机器人的发展水平，然后介绍了智能机器人的分类，从几个典型的方面介绍了智能机器人在各行各业的广泛应用，讨论了智能机器人的发展趋势以及对未来技术的展望，最后提出了自己的建议和设想，分析我国在智能机器人方面发展并提出期望。 关键词：智能机器人；发展现状；应用；趋势 The status and trends of intellectual robot Abstract: This paper briefly discusses the development, status of intellectual robot, development of intellectual robot in many countries. And then it presents the categories of intellectual robot, talks about the extensive applications in all works of life from several typical aspects and trends of intellectual robot. After that, it puts forward prospects for future technology, suggestion and a tentative idea of myself, and analyses the development of intellectual robot in China. Finally, it raises expectations of intellectual robot in China. Key words: intellectual robot; development status; application; trend 1 引言 机器人是一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机，或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。智能机器人则是一个在感知- 思维- 效应方面全面模拟人的机器系统，外形不一定像人。它是人工智能技术的综合试验场，可以全面地考察人工智能各个领域的技术，研究它们相互之间的关系。还可以在有害环境中代替人从事危险工作、上天下海、战场作业等方面大显身手。一部智能机器人应该具备三方面的能力：感知环境的能力、执行某种任务而对环境施加影响的能力和把感知与行动联系起来的能力。智能机器人与工业机器人的根本区别在于，智能机器人具有感知功能与识别、判断及规划功能[1]。 随着智能机器人的应用领域的扩大，人们期望智能机器人在更多领域为人类服务，代替

生活中的人工智能——人工智能的现状及未来

生活中的人工智能 ----人工智能发展现状及未来摘要：人工智能一词于1956年提出，经过半个多世纪的发展，已经渗透到各个领域。本文将对人工智能的发展作简要的介绍和分析，重点介绍近年来人工智能在各个领域的应用，以期我们对人工智能有更深入的了解。 关键词：人工智能、应用、发展 随着计算机技术的飞速发展，人工智能也取得了极大的发展，并且开始应用到我们生活中的方方面面。伴随着研究的深入，也许我们正要进入一个人工智能时代。 1.人工智能的兴起和早期发展 人工智能的发展历程大致可以分为下面五个阶段。 第一阶段: 20世纪50年代，人工智能的兴起和冷落。人工智能概念在1956年首次提出后，相继出现了一批显著的成果，如机器定理证明、跳棋程序、通用问题s求解程序、LISP表处理语言等。但是由于消解法推理能力有限以及机器翻译等的失败，使人工智能走入了低谷。这一阶段的特点是重视问题求解的方法，而忽视了知识的重要性。 第二阶段: 60年代末到70年代，专家系统出现，使人工智能研究出现新高潮。DENDRAL化学质谱分析系统、MYCIN疾病诊断和治疗系统、PROSPECTIOR 探矿系统、Hearsay－II语音理解系统等专家系统的研究和开发，将人工智能引向了实用化。并且，1969年成立了国际人工智能联合会议( International Joint Conferences on Artificial Intelligence即IJCAI)。 第三阶段: 80年代，随着第五代计算机的研制，人工智能得到了飞速的发展。日本在1982年开始了“第五代计算机研制计划”，即“知识信息处理计算机系统KIPS”，其目的是使逻辑推理达到数值运算那么快。虽然此计划最终失败，但它的开展形成了一股研究人工智能的热潮。 第四阶段: 80年代末，神经网络飞速发展，。1987年，美国召开第一次神经网络国际会议，宣告了这一新学科的诞生。此后，各国在神经网络方面的投资逐渐增加，神经网络迅速发展起来。 第五阶段: 90年代，人工智能出现新的研究高潮。由于网络技术特别是国际互连网技术的发展，人工智能开始由单个智能主体研究转向基于网络环境下的分布式人工智能研究。不仅研究基于同一目标的分布式问题求解，而且研究多个智能主体的多目标问题求解，将人工智能更面向实用。另外，由于Hopfield多层神经网络模型的提出，使人工神经网络研究与应用出现了欣欣向荣的景象 2.近年来人工智能的应用 随着人工智能的发展，人工智能已经渗透到了生活中的每个方面。 2.1“人机大战” 在人工智能的发展史上，出现了很多堪称经典的“人机大战”。 1985年，当时的国际象棋世界冠军“棋王”卡斯帕罗夫在德国汉堡举行了一场人机车轮大战。他在5个小时内，以32∶0的完美比分击败了所有电脑公司祭出的硬件和象棋软件程序。然而11年之后情况发生了变化，1996年“棋王”在与“深蓝”的比赛中第一次输了一盘；1997年，升级版的“湛蓝”在决定胜负的第六个回合中，只用了22步棋便迫使卡斯帕罗夫投子认输——这是“棋王”职业生

视听新媒体的发展现状与分析

视听新媒体的发展现状与分析 目录

摘要 随着新媒体终端的日益多样化与便携化，手机、ipad、手表、汽车等等新的电子产品已经成为新媒体的新军。而随之而来的微电影、新媒体剧、网络视频栏目、iptv、电子游戏等等新媒体视听内容品类正在不断涌现并发展成熟，其类型特征亟待梳理廓清。在2014年8月份中央《关于推动传统媒体和新兴媒体融合发展的指导意见》的发布，也可以说2014年是推动传统媒体与新兴媒体融合发展的政策元年。在2013年，国务院陆续出台了一系列促进信息消费、发展网络经济的政策措施，中国网络视听业正迎来新一轮高速增长的重要战略机遇期。2015年是“十二五”规划实施的最后一年，也是各行业开始十三五规划的编制年。在资本和技术的双重驱动下，原本处于文化产业链上游的内容制作文化娱乐产业，与原本处于媒体传播末端的网络视听行业，正以前所未有的速度相互融合。基于资本的产业联系更加紧密，基于原创内容的知识产权、基于融合网络平台的网络视听产业新生态必然在2015年及十三五期间逐步形成。本文系统梳理各方观点，剖析技术融合发展趋势，深入解读中国网络视听业的新发展。 关键词：视听新媒体；发展现状；云计算；网络视听

第一章绪论 随着数字技术、网络技术的不断发展，各种类型的视听新媒体服务应运而生，由于视听新媒体融合了传统广播影视和互联网新兴传播载体，为广大受众提供多元化的视听节目服务，也受到国家相关行政部门的高度重视。进入新世纪以来，在国务院一系列政策文件的敦促下，三网融合试点工作一步步推进，视听新媒体作为三网融合的产物，其发展速度也随之加快，形成了一个由内容提供商、集成播控平台、网络服务商等多方构成的比较成熟的产业形态。视听新媒体以其丰富的表现形式、海量的内容资源、多样化的互动功能吸引了大量的受众;传统广电媒体、互联网媒体运营商、电信网络运营商以及各类内容提供商等市场主体争相进入视听新媒体行业。 综观我国视听新媒体行业的发展格局，整体呈现出纷繁复杂、变幻莫测的态势，多元化的市场参与主体、多元化的业务服务种类以及多元化的竞争合作关系，无一不对整体行业发展环境造成影响。本文力图通过对视听新媒体行业各种业务的分类研究，由小及大、由微观及中观、由现象及本质，在深入剖析每一类视听新媒体业务发展现状的基础上，发现视听新媒体行业发展中存在问题，并尝试提出解决这些问题的基本思路，最后展望视听新媒体行业的整体发展趋势。 第二章视听新媒体的基本情况 网络视听新媒体的发展趋势 1996年到2000年为网络视听新媒体发展的萌芽期，2001年到2007年为发育期。2008年至今为快速发展期，期间视听新媒体发展逐步提升到国家文化产业和信息产业发展战略的突出位置，在国家媒介格局中的地位进一步凸显。 随着三网融合脚步的推进，新媒体业务中将会包含传统的广播、电视等“旧”媒体，同时融入了各类自制视频、微电影等新兴节目，同原有媒体节目相比较，新媒体的节目没有时效性，随时都可以观看，其吸引力将会逐步增强，经过一段时期的新旧共存，可能取代原有媒体。

控制论的发展

EA 产业市场业界＆市场 32　｜　电气时代２００５年第１１期 科学史上，一个简洁明了的基本原理，常常需要长期的实践和积累，历经千百次的失败和成功，从而达到某一升华的阶段，才能形成自己的理论体系，然后渗透到其他学科中去。自动化技术与其基础理论——控制论之间的关系也是这样的。开环控制的基础理论相对来说比较简单，闭环控制比较复杂，至今仍处迅速发展时期，吸引了众多学者关注。虽然有形形色色的数学理论被应用到控制论中来，但它的基本原理只有３个：扰动控制、负反馈控制和复合控制。经过长达数千年的发展，直到２０世纪中叶，人们才从众多的自动化技术中概括出这３大基本原理，然后主观能动地应用它们去建造各式各样的自动化装置，以此实现办公自动化、无人工厂、农业自动化和家务劳动自动化等等，才形成今天强大的社会生产力，把人类推进到一个崭新的时代——自动化时代。可以说没有控制论的建立和发展，就没有今天发达的自动化技术。 指南车、调速器 早在发明指南针之前的公元１０２０年，我们的祖先用木质齿轮系制造了一部车子，车上设一“仙人”。开车前，把“仙人”的手指方向调为指南。开车后，不管车身怎样转弯抹角，“仙人”的指南方向始终不变，这是一项伟大的发明。但是它的工作原理是什么？没有概括出来，就失传了，没能对当时的社会做出更大的贡献。直到２０世纪６０年代，自动化技术发展到相当高水平之后，人们才知道它的工作原理是扰动控制原理。原理简单，但很实用，许多小型发电机常常用它来设计电压自动调压器，结构简洁，运行可靠。 　１７８８年瓦特研制出蒸汽机离心式调速器，它能保持蒸汽机转速基本不变，才有工业应用价值。但是历经７０多年的不断改进，不但没有达到人们预料的结果，反而“晃动”起来，令人费解。因为根据当时的科技发展水平，人们尚不理解有一定的内“摩擦”，正是一个系统能够稳定工作的充要条件。“晃动”震撼了新生的资产阶级社会，吸引了很多著名的工程 师、物理学家和数学家的兴趣。但是只有理论基础极为雄厚扎实的英国物理学家，也是创立电磁波理论的科学家Ｊ．Ｃ．麦克斯韦尔（Ｍａｘｗｅｌｌ）才能把蒸汽机晃动现象变成线性微分方程来研究，这是人类第一次把自动化技术中出现的晃动问题变成数学问题来研究。经１８７７年英国人Ｅ?劳斯（Ｒｏｕｔｈ）和１８９５年德国人Ａ?霍维茨（Ｈｏｒｗｉｔｚ）两人各自独立的研究，把特征方程的系数排成一系列不等式，并指出只要满足这些不等式，该系统就是稳定的。不需要去解特征方程的根了，终于形成了现在任何一本自动控制原理课本都要讲的基本理论，代数稳定判据。　从发现问题到解决问题，前后２０多年，科学理论的建立是非常艰巨的。　从瓦特蒸汽机出现的晃动问题中形成的代数稳定判据，不仅解决了蒸汽机稳定问题，而且适用于分析所有低价线性微分方程描述的系统的稳定性问题。即特殊性中含有普遍性，普遍性也必然寄寓在特殊性中。从局部出现的问题，再扩展到其他领域，就形成了社会生产力，代数稳定判据的建立，稳定并促进了资本主义的发展。 电子管放大器和奈奎斯特频率法 １９１５年，美国贝尔电话实验室为了敷设从纽约到旧金山的长途电话线，遇到大量的技术困难，其中最为关键的技术是长距离输送电话信号时，伴随出现信号衰减和畸变两个问题。这是两个相互关联而且又必须同时加以解决的技术关键。１９２７～１９３２年，在该实验工作的Ｈ?布莱克（Ｂｌａｃｋ）和他的同事们，应用负反馈原理基本上解决了非线性畸变，但又出现另一个问题—振荡，即输出信号忽强忽弱。１９３２年，同在该实验室工作的Ｈ?奈奎斯特（Ｎｙｑｕｉｓｔ）成功地解决这一关键技术，创立了奈奎斯特频率法，奠定了自控原理最基础的工作。频率法的出现是和电力工业的发展分不开的，因为电力工业需要对正弦函数的电信号进行网络计算，建立了复数运算和复变函数论，这就为频率法的建立准备了数学工具。　奈奎斯特的频率法的重要贡献在于，　不用解微分方程，它可以利用物理上可以测量的开环系统频率持性来判别闭环系统的稳定 控制论的发展 □项国波

现代控制理论心得

现代控制理论课程心得 摘要：从经典控制论发展到现代控制论,是人类对控制技术认识上的一次飞跃。现代控制论是用状态空间方法表示,概念抽象,不易掌握。对于《现代控制理论》这门课程，本人选择了最为感兴趣的几个知识点进行分析，并谈一下对于学习这么课程的一点心得体会。 关键词：现代控制理论；学习策略；学习方法； 学习心得在现代科学技术飞速发展中,伴随着学科的高度分化和高度综合, 各学科之间相互交叉、相互渗透,出现了横向科学。作为跨接于自然科学和社 会科学的具有横向科学特点的现代控制理论已成为我国理工科大学高年级的主要课程。从经典控制论发展到现代控制论，是人类对控制技术认识上的一次 飞跃。经典控制论限于处理单变量的线性定常问题，在数学上可归结为单变 量的常系数微分方程问题。现代控制论面向多变量控制系统的问题，它是以 矩阵论和线性空间理论作为主要数学工具，并用计算机来实现。现代控制论 来源于工程实际，具有明显的工程技术特点，但它又属于系统论范畴。系统 论的特点是在数学描述的基础上，充分利用现有的强有力的数学工具，对系 统进行分析和综合。系统特性的度量，即表现为状态；系统状态的变化，即为动态过程。状态和过程在自然界、社会和思维中普遍存在。现代控制论是在 引入状态和状态空间的概念基础上发展起来的。状态和状态空间早在古典动力学中得到了广泛的应用。在5O年代Mesarovic教授曾提出“结构不确定性原理” ，指出经典理论对于多变量系统不能确切描述系统的内在结构。后来采用 状态变量的描述方法，才完全表达出系统的动力学性质。6O年代初，卡尔曼(Kalman) 从外界输入对状态的控制能力以及输出对状态的反映能力这两方面提出能控制性和能观性的概念。这些概念深入揭示了系统的内在特性。实际上，现代控制论中所研究的许多基本问题，诸如最优控制和最佳估计等，都是以能能控性和能观性作为“解”的存在条件的。现代控制理论是一门工程理论性强的 课程，在自学这门课程时，深感概念抽象，不易掌握；学完之后，从工程实际抽象出一个控制论方面的课题很难，如何用现代控制论的基本原理去解决生产实际问题则更困难，这是一个比较突出的矛盾。对现代控制理论来说，首先遇到的问题是将实际系统抽象为数学模型，有了数学模型，才能有效地去研究系统的各个方面。许多机电系统、经济系统、管理系统常可近似概括为线。

试论新媒体的现状与发展趋势

试论新媒体的现状与发展趋势 (一) 新媒体的发展依赖于传统媒体。 新媒体自身存在不足，其中主要是受宽带限制和缺乏信息源，而这些不足都可以从传统媒体中得到有益的补充。一方面电视媒体拥有四通八达的有线电视网，它们具有建成宽带高速传输网的现实可能性，这正是新一轮因特网革命兴起的基础，它将极大提高网络传输速度，并结合网络与电视的优点，为网络进入千家万户创造了条件。 另一方面，传统媒体具有丰富的信息资源，这可以为新媒体提供鲜活的内容和素材，传统媒体具有星罗棋布的信息采集网、经验丰富的信息采集加工人才、丰富多彩的信息数据库，这些在“内容为主”的新媒体竞争中具有重要价值。新媒体借助传统媒体的信息资源就能扩大信息采集渠道，可以不断获取世界上各个领域的最有价值的信息“活水”!【4】另外，传统媒体还拥有雄厚的品牌资源，一些著名新闻机构在广大受众的心中早已树立了良好的传播形象，新媒体与这些机构联合，就可以利用这些名牌效应，提高自身的权威性和可信度，抑制网络信息的虚假性、无效性，阻止信息垃圾的侵入，吸引广大网民的光顾。 (二)传统媒体在新媒体推动下不断改进自身，走向完善。 面对新媒体诸多优势的挑战，传统媒体显得有些底气不足，因而对传统媒体而言，调整机制、自我完善已经刻不容缓。新媒体带给传统媒体挑战的同时，也为传统媒体的发展提供了前所未有的机遇，传统媒体主动积极利用网络优势来改进自身。如改革新闻机制，大力发展多媒体新闻，开发网上点播新闻、网上图像新闻，甚至实验网上音像新闻等，以便与未来信息高速公路接轨。众多媒体纷纷与网络媒体联姻，获取了一种前所未有的网络版或电子版新形态。 （三）传统媒体可以以新媒体为工具，提升自己的各方面质素并达到多层面创收，盈利模式创新可以更加强大。 传统媒体在强大门户或优质网络传媒中，扩大自己的平台、有效整合自己的记者资源及策划资源，解决自身的问题。举个例子来说，中国报业网是一个平面媒体互动交流的平台，各大报业集团通过这个网络专业门户交流资源和信息，以中国报业网的广泛辐射传播特点，他们组织一系列活动，诊断现在各体制内报业集团的市场化问题，资源整合利用问题，推广优秀发展模式问题及每年一度的各种评选，有效地实现了报网平台的互享互利。比如，针对体制内党报报业集团市场化的尴尬困境展开专题研讨，组织专家和事件亲历者论述相关的问题解决方式，并针对各个报业集团市场化道路的特点和困难，做出诊断；对于像广州日报报业集团、南方报 业集团等比较成功市场化的集团模式，介绍和推广非常具有现实意义。（四）二次传播 随着新媒体的崛起，传统媒体已经从强势主导地位转化成基础内容提供者，相对来说，需要传统媒体在报道或策划专题时要照顾二次传播的效果，要迅速适应这一转变，这样才能生存下去，有活力的发展。在文字的精致化、文稿的精短化、图片的高质化、先网络再印刷的时效化等等既是对传统媒体的挑战，也充满了机遇。 一方面，报纸、期刊等传统媒体过去几年一直都在尝试着利用新的传播技术，通过与新兴媒体的整合和互动来提升自身的价值。另一方面，新兴媒体如果没有上游传统媒体丰富的新闻内容资源的支持，也难以实现飞跃式的发展。可见这两种媒体能够优势互补、互相包容、互相推进、共同

国内智能化社区的现状以及今后发展趋势

国内智能化社区的现状以及今后发展趋势 一、国内智能化社区的发展状况 智能小区在我国还属于方兴未艾的新事物，经过10多年发展取得长足的进步，但发展还很不平衡。深圳、上海、广州、北京等各沿海城市、直辖市和各省级中心城市发展较快，欠发达地区与发达地区相比有的慢一到二个节拍，有的社区的智能化刚开始不久，有的还处于炒作阶段。总的来说，社区的智能化犹如雨后的春笋方兴未艾，开遍在祖国的神州大地，成为社会发展的必然趋势，具有广阔的市场空间。 随着我国3111工程的推进，创建平安城市和建设和谐社会的深入，无疑对智能社区的发展起到催化的做用。据相关资料统计，未来5年中国的智能化小区将以30%的速度增长，预计到2010年我国大中城市中的60％住宅要实现智能化。 1、智能化小区产品控制技术之竞争 智能社区在我国虽有10多年的历史，但还属于方兴未艾的时期，还没有统一的技术标准，相关的规范和标准还在制定之中，整个系统的集成度还不高，还未能向智能大厦那样将所有系統集成IBMS平台上。目前行业内的主要技术和产品缺乏开放性、兼容性、互联性，各自为阵、百花齐放、百家争鸣。 目前行业内技术产品主要分为两大阵营：“网络派”和“总线派”。网络派主张整个社区以计算机网络集成技术为平台，实行多网合一。所有的产品都以计算机网络为应用的基础，因此它对智能化社区产品技术和成本要求较高，但它是目前国际技术的主流和发展趋势。随着我国的IPv6（10G/S的传输速率）实施为这一派（包括慑力等企业）奠定了基础。 另一派主要是以国外诸多知名公司如：HONEYWELL、西门子、江森等公司，在我国的楼宇控制中占据较大市场比重的“现场控制总线”派，采用的总线技术有LONWORKS、CAN 、BACNET mod bus、C bus 等。此类产品的成本较高，在智能大厦中的占有率较高。由于价格等问题，在社区的市场中还未普通被人们接受。 还有一类（以国内安防产品厂家为主）以485 总线通信技术为基础构建智能小区的控制管理平台，其优点是成本低，但抗干扰的能力差，通信速度慢，在较大规模的社区的实时控制应用中就会暴露出不少的问题。

国内外油气勘探理论和技术研究现状

国内外油气勘探理论和技术研究现状 一、国外油气勘探理论和技术发展的现状 1、国外油气勘探理论进展： “合油气系统”概念是石油天然气地质学与系统科学相结合的产物，由美国石油地质学家M G Dow在1972年在AAPG年会上首次提出后，后来经Perrodon（1984），Demason（1984），Meissner（1984），Ulmishek（1986）及Magoon（1987、1988、1989）等人补充、修改而完善，认为：“含油气系统强调特殊烃源岩与形成石油聚集之间的成因关系，盆地研究强调构造凹陷及所包含的沉积岩，而不考虑与油藏的关系，对含油气区带和远景圈闭的研究强调应用现有的可行的技术或方法探测出现今存在的圈闭”。含油气系统一词代表了所有形态的烃类（固态的、液态的和气态的），而系统则代表了所有相互关联的基本要素（烃源岩、储集层、盖层和上覆岩层）以及所有成藏作用（圈闭的形成、石油的生成一运移一聚集）。 “层序地层学”概念早在1948年Sloss，Krumbein及Dapples等就提出了。后经Vail（1977，1988），Payton（1977），Posarnentier（1988），Galloway（1989），Sagree（1988），Wagoner（1988）等人进一步完善，层序地层学理论进入到系统化与综合化阶段，形成经典层序地层学理论（Vail and Posamentier，1988）和成因层序地层学新学派（Galloway，1989）。以最大水进面（海泛面或湖泛面）泥岩作为层序边界，强调在海平面或湖平面从下降到上升所完成的进积—退积—加积作用过程，形成一个完整的成因地层单元，层序内部具有向上变粗再变细的演化序列；1994年，Cross等提出了高分辨率层序地层学，根据基准面旋回原理和可容空间变化原理，揭示基准面旋回层序与沉积动力学和地层响应过程的关系，研究相对应的沉积相演化序列，预测有利储集砂体的产出位置和发育情况。2002年AAPG年会对层序地层学研究新进展进行总结，主要为：①提出运动学层序和体系域、地球半径周期性变化引起的深海盆地千米级规模的海平面变化、深海页岩层序识别和陆架边缘崩塌基准面及崩塌层序等新理论，提出气候变化是高频层序形成的主控因素，验证了米兰柯维奇旋回中40×104a离心率周期造成海平面变化的理论；②在碳酸盐岩层序地层学、成岩作用与层序地层学关系研究方面以及层序地层学在含油气系统、团闭预测、储集层和油气藏精细描述、烃源岩预