控制论

科学方法论

1.1.1科学方法论 科学”概念的基本内涵 科学是一种基于理性的知识体系，其内涵主要包括三个方面： （1）科学是客观的知识。也就是说科学所研究的对象，包括自然界、人类社会在内的一切事物都是有客观实在性的，不是以人的意志为转移的。科学研究必须从这些客观现实出发，科学知识就是对客观世界的过去、现在与未来的一种正确认识，是对客观事物及其规律的反映，是具有客观性的一种认识形态。 （2）科学是理论化的知识。科学应该是认识的概括、抽象，因而是一种理论化的知识形态。 （3）科学是一种不断发展的知识形态。正如罗素所说的，“科学总是一支未完成的交响曲”。由于人们总是受到特定的历史条件和认识水平限制，作为人类认识结晶的科学只能逐渐逼近真理，近似地反映客观实在。 “科学方法论”的界定 在“科学方法论”的语言结构中，“科学”只是个限定词，是对主词“方法论”的内涵和外延的规范。因此可以将“科学方法论”理解为：对客观事物本质和规律进行证实和证伪的一般认识原则或理论学问。一般而言，科学认识又包括两个层次，即经验认识层次和理论认识层次。所谓经验认识层次是指对事实的积累以及概括、综合、分析，从而获得适用于实际目的的经验规律的阶段。所谓理论认识层次是实现知识的系统化并形成具体领域理论体系的阶段。 科学方法论的发展历程 根据各个历史时期的不同特点，可以将其发展历程划分为四个阶段： （1）自然哲学时期。16世纪以前，以直接观察，直觉猜测和形式逻辑推理为主要方法阶段。也可以称之为直觉观察时期。该时期的代表人物有古希腊数学家、哲学家毕达哥拉斯、得谟克里特、柏拉图、亚里士多德、伊璧鸩鲁等等。这一时期的科学方法基本属于经验方法范畴。 （2）分析方法为主阶段。16～19世纪，各门学科开始从哲学中分离出来，并各自形成独立的学科和自己的研究方法。1620年，弗朗西斯·培根的《新工具》一书问世，给当时的科学形成和发展产生了巨大影响，他在书中着重探讨了经验归纳法。与此同时，笛卡尔在《谈方法》一书中，从唯理性的演绎论出发，强调理性的推理和分析。 从而奠定了当时以分析为总体特征的科学方法论。这一时期的代表人物还有伽利略、牛顿、休谟等。 （3）辩证方法为主时期。19世纪40年代至20世纪中叶，由于细胞学、能量守恒与转化论和进化论的出现，自然科学已经逐步发展成为一种关注过程以及各种过程的整体性联系的科学，这一时期人们对世界的认识方法开始采取辩证方法，在研究中将对象的各个部分、要素结合起来，动态地考察对象整体的性质和功能，这一方法进一步得到了微观物理学、量子力学、相对论以及天体演化学等现代前沿科学成果的证

经典控制理论和现代控制理论的区别和联系

1.经典控制理论和现代控制理论的区别和联系 区别： （1）研究对象方面：经典控制系统一般局限于单输入单输出，线性定常系统。严格的说，理想的线性系统在实际中并不存在。实际的物理系统，由于组成系统的非线性元件的存在，可以说都是非线性系统。但是，在系统非线性不严重的情况时，某些条件下可以近似成线性。所以，实际中很多的系统都能用经典控制系统来研究。所以，经典控制理论在系统的分析研究中发挥着巨大的作用。 现代控制理论相对于经典控制理论，应用的范围更广。现代控制理论不仅适用于单输入单输出系统，还可以研究多输入多输出系统；不仅可以分析线性系统，还可以分析非线性系统；不仅可以分析定常系统，还可以分析时变系统。 （2）数学建模方面：微分方程（适用于连续系统）和差分方程（适用于离散系统）是描述和分析控制系统的基本方法。然而，求解高阶和复杂的微分和差分方程较为繁琐，甚至难以求出具体的系统表达式。所以，通过其它的数学模型来描述系统。 经典控制理论是频域的方法，主要以根轨迹法和频域分析法为主要的分析、设计工具。因此，经典控制理论是以传递函数（零初始状态下，输出与输入Laplace变换之比）为数学模型。传递函数适用于单输入单输出线性定常系统，能方便的处理这一类系统频率法或瞬态响应的分析和设计。然而对于多信号、非线性和时变系统，传递函数这种数学模型就无能为力了。传递函数只能反应系统的外部特性，即输入与输出的关系，而不能反应系统内部的动态变化特性。 现代控制理论则主要状态空间为描述系统的模型。状态空间模型是用一阶微分方程组来描述系统的方法，能够反应出系统内部的独立变量的变化关系，是对系统的一种完全描述。状态空间描述法不仅可以描述单输入单输出线性定常系统，还可以描述多输入多输出的非线性时变系统。另外状态空间分析法还可以用计算机分析系统。 （3）应用领域方面：由于经典控制理论发展的比较早，相对而言理论比较成熟，并且生产生活中很多过程都可近似看为线性定常系统，所以经典控制理论应用的比较广泛。 现代控制理论是在经典控制理论基础上发展而来的，对于研究复杂系统较为方便。并且现代控制理论可以借助计算机分析和设计系统，所以有其独特的优越性。 联系：（1）虽然现代控制理论的适用范围更多，但并不能定性的说现代控制理论更优于经典控制理论。我们要根据具体研究对象，选择合适的理论进行分析，这样才能是分析的更简便，工作量较小 （2）两种控制理论在工业生产、环境保护、航空航天等领域发挥着巨大的作用。 （3）两种理论有其各自的特点，所以在对系统进行分析与设计时，要根据系统的特征选取

学习机械控制论的作用

学机械工程控制论的作用 机械工程控制是研究控制论在机械工程中的应用科学。它是一门跨机械制造技术和控制理论的新型学科。随着工业生产和科学技术的不断向前发展，机械工程控制作为一门新的学科越来越为人们所重视。原因是它不仅能满足今天自动化技术高度发展的需要，同时也与信息科学和系统科学紧密相关，更重要的是它提供了辩证的系统分析方法，即不但从局部，而且从总体上认识和分析机械系统，改进和完善机械系统，以满足科技发展和工业生产的实际需要。各种控制理论更是不断发展。 控制论强调： 1)所研究的对象是一个系统； 2)系统在不断地运动（经历动态历程、包括内部状态和外部行为）；3)产生运动的条件是外因（外界的作用：输入、干 扰） 4)产生运动的根据是内因（系统的固有特性）控制有温度控制,生铁成分控制,厚度控制,张力控制,等等。 自动控制: 在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置（称为控制装置或控制器），使机器、设备或生产过程（通称被控对象）的某个工作状态或参数（即被控量）自动地按照预定的规律运行。 例.典型控制系统：数控机床、机车、船舶及飞机自动驾驶、导弹制导等。所谓自动控制指的是在没有人直接参与的情况下，利用控制器自动调节和控制机器设备或生产过程的工作状态，使之保持不变或按预定的规律变化这样一种现象，叫做自动控 制。 控制理论的应用 （1）在机械制造过程自动化方面现代生产向机械制造过程的自动化提出了越来越多、越来越高的要求：一方面是所采用的生产设备与控制系统越来越复杂；另一方面是所要求的技术经济指标要求越来越高。这就必然导致“自动化”与“最优化”、“可靠性”

的结合，从而使得机械制造过程的自动化技术从一般的自动机床、 自动生产线发展到数控机床、多微计算机控制设备、柔性自动生产线、无人化车间乃至设计、制造、管理一体化的计算机集成制造系 统CIMS。还可以预期，伴随着制造理论、计算机网络技术和智能技 术以及管理科学的发展，还将发展到网络环境下的智能制造系统， 包括网络化的制造系统的组织与控制，当然也包括智能机器人、智 能机床，以及其中的智能控制，乃至于发展到全球化制 造。 （2）在对加工过程的研究方面现代生产一方面是生产效率越 来越高，例如，高速切削、强力切削、高速空程等日益获得广泛应用；另一方面是加工质量特别是加工精度越来越高，0.1微米精度级、0.01微米精度级乃至纳米精度级的相继出现，使得加工过程中 的“动态效应”不容忽视。这就要求把加工过程如实地作为一个动 态系统加以研究。 （3）在产品与设备的设计方面同上述两点密切相关，正在突破 而且还在不断突破以往的经验设计、试凑设计、类比设计的束缚， 在充分考虑产品与设备的动态特性的条件下，密切结合其工作过程，探索建立它们的数学模型，采用计算机及其网络进行优化设计，甚 至采用人机交互对话的亦即人机信息相互反馈的人工智能专家系统 进行设计。 （4）在动态过程或参数的测试方面以往的测量一般是建 立在静止基础上的，而现在以控制理论作为基础与信息技术作为手 段的动态测试技术发展十分迅速。动态误差、动态位移、振动、噪声、动态力与动态温度等动态物理量的测量，从基本概念、测试方法、测试手段到测试数据的处理方法无不同控制论息息相关。 总之，控制理论、计算机技术，尤其是信息技术，同机械制造技术 的结合，将促使机械制造领域中的构思、研究、试验、设计、制造、诊断、监控、维修、组织、销售、服务、回收、管理等各方面发生 巨大的乃至根本性的变化，目前的这种变化还只是开始不久而已。

大众传媒与社会控制_论大众传媒的社会控制功能

大众传媒与社会控制 ———论大众传媒的社会控制功能 章　辉　美 内容提要　大众传媒正在人们的社会生活中发挥着越来越重要的作用:作为一种社会控制的工具和手段,大众传媒主要通过舆论导向与舆论监督、建立和巩固信仰、社会暗示及教育实现其社会控制功能;大众传媒既有社会控制的正功能,也有负功能。大众传媒的负功能将对社会控制产生消极的影响,这种影响体现在:对社会政策的过度干预会削弱正式控制力量、舆论导向的不确定性影响控制效果、不合理的社会暗示容易误导社会成员、公众对大众传媒的过度依赖影响社会成员素质的提高和社会关系的和谐。认识大众传媒的社会控制功能及其作用机制,正视大众传媒的负功能对社会控制的消极影响,有助于更好地实现社会控制,有助于促进社会的和谐发展。 关键词　大众传媒　社会控制　功能　作用机制 一、大众传媒的社会控制功能及其作用机制 随着信息网络和传播技术的不断发展,大众传媒正在人们的社会生活中发挥着越来越重要的作用。基于大众传媒影响力的日益扩大,有学者将大众传媒权力称为与传统的立法、行政、司法权并立的“第四种权力”,而大众传媒机构则被称为“政府的第四部门”。相对于立法权、行政权、司法权和军权等有形的、刚性的权力而言,大众传媒权力是一种无形的权力,也是一种柔性的权力,它以其特有的方式广泛渗透到社会生活的每一个角落,改变着人们的社会环境、生活方式、思维方式、价值观念,推动着人类教育的发展,丰富着人们的文化生活,于潜移默化中达到对人们思想和行为的有效控制,从而成为现代社会控制体系的重要组成部分。 (一)大众传媒通过舆论导向与舆论监督实现社会控制 所谓舆论,是指多数人对社会生活中有争议的事件发表的有一定倾向的议论、意见及看法。作为蕴藏在人们思想深处的共同心理倾向,舆论通过带有价值判断的社会评价,如对某种具体的价值观或行为方式的褒扬与赞赏或批判与谴责,造成一种社会氛围,从而对社会成员的价值取向和行为方式产生影响。一般而言,“一个人关于他自己和他的行为的看法,极大地受着公众意向的影响”,①也就是说,在舆论所形成的社会氛围的影响下,社会成员通常会自觉或不自觉地服从舆论的导向与制约。正是借助对社会成员的广泛影响,舆论成为一种重要的文化控制手段,在现代社会控制体系中处于重要的地位。 作为一种社会控制手段,舆论主要有两种形成机制:一是由社会公众自发形成,这种自发形成的舆论是社会成员的自我组织和自我调节,体现为社会系统的自在控制,其优点在于控制成本较低,社会成员认同度高。局限性在于控制范围较小,控制方式简单,易受偶然性影响,控制预见性差;二是由社会组织体系有意识、有目的地通过大众传媒广为宣传而形成,这种自觉形成的舆论是社会成员对社会运行的自觉把握和导向,体现为社会系统的自为控制。与社会自在控制相比,自为控制的突出特点在于它有明确的主体、客体和明确的目的,体现了社会成员对社会运行主动权的把握。②随着社会成员自觉水平的不断提高,自为控制在现代社会中的作用将越来越突出。相应地,作为自为控制的重要工具和载体,大众传媒的舆论控制功能也将越来越重要。 那么,大众传媒如何实现其舆论控制功能呢?总的来说,有两条途径:一是舆论导向;二是舆论监督。 所谓舆论导向,是指大众传媒向公众传播、宣传系列社会规范,对社会成员的行为及价值观念进行引导,以维护社会秩序。一方面,大众传媒将由立法部门和公共管理机构所制定、颁布的法律、政令公之于众,呼吁 193

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

经典控制理论

1、经典控制理论与现代控制理论的主要差别。 经典控制理论和现代控制理论，同属于自动控制理论的范畴，属于两种截然不同的分析方式。现实生活中，我们更多接触的是物理模型，而自动控制理论，归根结底，是个数学问题。那么，把真实的物理系统理想化之后，即为物理模型，对物理模型进行数学描述，即为数学模型。经典控制理论着重研究系统的输入-输出特性（即外部描述），现代控制理论不但研究系统的输入-输出关系，而且还研究系统内部各个状态变量，采用状态向量描述（即内部描述）。两种描述，都有时域和频域方法。从广义上讲，现代控制理论的应用层面更宽，而经典控制理论的应用领域相对狭窄，仅仅用线性时不变定常连续系统。 2、传递函数 那么怎么把一个物理模型，描述出数学模型，很简单，就是利用了传递函数。任何一个线性定常连续系统，都可以用一个线性常微分方程描述。把输出量的微分线性组合放在方程等式左边，输入量的微分线性组合放在方程右边，等号两边分别取拉普拉斯变换，就得到了我们的传递函数模型。通过拉普拉斯变换，线性微分方程转换成了代数方程，传递函数表达了一个系统输入-输出的关系，一旦系统给定，传递函数就不会变化，即传递函数不受输入和输出的变化影响。传递函数又可定义为初始条件为零的线性定常系统输出量的s变换与输入量的s变换之比。传递函数的局限在于，它只能反映系统的外部特性，即输入-输出的特性，因此传递函数模型也常被称为“黑箱”模型，我们只能看到由它引起的外部变化，并不能解决系统内部的一些问题和矛盾。要解决这个问题就要用状态空间模型和现代控制理论，因此状态空间模型又称“白箱”模型，我们可以清晰看到它的内部结构，以便对系统进行优化和完善。 3、经典控制理论研究的核心内容。 已知一个系统的传递函数，这个系统的动态性能从最根本上讲取决于什么，这些决定因素是如何影响系统性能的。这个问题其实是经典控制理论最最核心的问题，经典控制理论所有的研究方法都是基于这个问题展开的。给定一个传递函数G（s），决定系统性能的最根本因素就是系统的零点和极点在复平面上的分布情况，其中起决定性作用的是极点的分布，它决定了系统是否是稳定的，是否有震荡，震荡的频率和幅度等等系统最关键的东西，零点的存在起的是一种调节作用，要么是锦上添花，要么是雪上加霜。学习经典控制理论，最终目的是学会如何根据各种被控对象来设计合适的控制器，但从上面的意义上来讲，设计控制器最终目的就是为了把整个系统的零点和极点控制在我们希望的区域或范围内（被控变量的可控性）。 4、经典控制理论的分析方法 经典控制理论，概括来讲，有三种分析方法：时域分析、根轨迹分析、频域分析。 那么PID调节，属于哪种分析方式呢？属于时域分析。很多人可能不太理解这样的观点。PID，含有零点、含有极点，零极点的概念，在频域分析法中同样存在，应该属于频域分析。

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

社会控制论文：论社会控制论角度下的法律目的

社会控制论文：论社会控制论角度下的法律目的摘要：美国社会学法学派学者庞德以实用主义为哲学基础，提出了社会控制理论说。从庞德的《通过法律的社会控制》一书出发，论述了法律的目的和利益学说，最后反思理论中的几点限制并对中国借鉴该理论提出了构想和建议。 关键词： 社会控制；法律目的；利益说 1 社会控制 “社会控制”是由美国社会学者爱德华?罗斯在1896年提出的。他在《社会控制》中指出，人类经历从自然秩序走向社会秩序是从混乱到有序的过程，一旦社会复杂化，人类的情感不再维系自然秩序，因而需要一种机制来稳定人类社会且不受情感的影响，这样的机制就是社会控制，它就是“稳定的、不受人的情感影响的关系。”庞德引用了这个概念，从更宽泛的意义上解释了这个名词。社会控制手段包括法律、宗教和道德。与其他手段不一样的是，法律靠强力实施。一些法学家对强力这个词并无好感，因为从古希腊的诡辩论者宣布了怀疑现实主义的立场开始，人们始终在找寻着强力背后某种永恒的东西。对此笔者认为是可笑的，理论本身的缺陷和人类思维本身的形而上使得永恒是不可能达到的，诚如自然法学派无法避免落入公平是为何物的思维桎梏中，越想宣称“是什么”，宣称的越是“应该是什么”，既然最终的问题始终是“应该是什么”，那就应该中立地看待这个词。

2 法律的目的和利益学说 2.1 法律的目的 作为一名实用主义者，庞德的研究兴趣在于功能性解释法律上——必须追问“你到底有什么用？”那么，法律又有什么用呢？对于目的理解，庞德深受耶林思想的影响。耶林认为，人与自然界是相通的，自然界中有因必有果，对人类社会来说，包括法律在内的所有社会制度都是有目的社会行动的产物，法的核心问题是法律的目的，“法律概念乃是为人而存在的-他们是实现人之目的手段，而不是人为法律的概念而存在的；因此法律科学的核心问题就在于发现正当和正义在此时此地所提出的要求。”庞德辩证地吸收了耶林的观点，他引出了法律的目的在于实现社会的控制功能，而判断控制的标准就是正义。随之，庞德对法之历史发展阶段进行梳理，企图从史实中探寻出法律的目的。 2.1.1 从法律史的角度考察 庞德将法律体系的发展分为五个阶段：原始法、严格法、衡平法和自然法、成熟法以及社会法阶段，它们的对比图如下：原始法严格法衡平法和自然法阶段成熟法社会法 目的公共治安或者和平安全符合伦理行为和良善道德规范机会平等；取得物的安全社会利益最大化 对法律秩序的贡献和平规制社会经规则和形式达至的一般性和确定性经由理性而达至的善意和道德的行为彻底构建个人权利的观

安全控制系统的理论研究与应用.docx

安全控制系统的理论研究与应用 一、引言 在石化、化工等相对危险性较大的行业中，随着科学技术的发展，生产规模的不断扩大，工艺流程越来越复杂，生产的安全性显得尤为重要。其中，自动化控制系统的功能安全占了很大一部分的比重。以往国内一般会将过程控制中与安全相关的部分与一般的DCS或PLC系统整合在一起，但现在从安全至上的角度出发，自动化供应商和最终用户本身都意识到了采用相对独立的、应用于安全相关的控制系统的必要性，基于此，安全控制系统应运而生。 二、与安全控制系统相关的国际标准 2000年5月，国际电工委员会(IEC)正式发布了IEC-61508标准，名为“电气／电子／可编程电子安全系统的功能安全”。该标准共计七个部分，涉及到1000多个规范。该标准针对起安全作用的电气／电子／可编程电子系统(E/E/PE)提出了一个基础、合理的技术方案，并建立一个相应的评价方法，综合考虑如传感器、通信系统、控制装置、执行器等元器件与安全系统组合的问题。 根据该标准规定，安全控制系统的最终设计目标可以概括为：在生产过程中发生危险事故或系统本身发生故障的情况下，系统能做出及时和正确的反应并输出到现场，以防止危险的发生或减轻已发生危险所导致的后果。根据这一原则，IEC-61508规定了一项重要的可定量化要求：安全整体性要求等级SIL(SafetyIntegrityLevel)，它是指在一定时

间内、所有条件不变的情况下安全控制系统达到所要求安全功能的一个指标。SIL共分为SIL1、SIL2、SIL3和SIL4四个等级，等级越高，相应的要求也越高。 2003年1月，在IEC-61508的基础上，IEC又发布了IEC-61511“过程土业部门仪表型安全系统的功能安全”。这是专门针对流程工业领域安全控制系统的安全功能标准。IEC-61511规定了控制器单元在设计和使用的过程中需采用的基本原则，构成安全控制系统的传感器和最终执行元件所应达到的最低标准，并提出达到最低标准的安全生命周期活动的方法。也就是对过程工业领域中安全控制系统的设计、安装、调试、运行和维护等一系列的要求进行标准化，并对应用和安全整体级别的确定方面提供指导。 通俗点来说，两者间的关系和区别可以这样来理解：IEC-61508适用于设备制造商和供货商，而IEC-61511提供了一个在流程工业可实际应用和便于理解的IEC-61508版本且较为适用于安全控制系统的设计者、集成商和最终用户。 除了以上两大标准，其他主要的国际通用安全标准有：美国国家标准ANSI/ISA-S84.01，关于测量及控制设备安全的德国国家标准 DIN-19250以及针对机械设备的IEC-62061。现今国际上权威的安全标准认证机构包括德国的TUV组织，欧洲的BGIA认证，美国的EXIDA 组织和FactowMutual组织。 三、安全控制系统定义及概述 所谓安全控制系统，指的是能提供一种高度可靠的安全保护手段，最

控制论简介

作者：刘文江来源：中国大百科全书发表时间：2006-03-12 浏览次数：623 字号：大中小【汉语拼音】kongzhilun 【中文词条】控制论 【外文词条】cybernetics 【作者】刘文江 研究生命体﹑机器和组织的内部或彼此之间的控制和通信的科学。控制论的建立是20世纪最伟大的科学成就之一﹐现代社会的许多新概念和新技术往往与控制论有着密切的联系。控制论的奠基人美国数学家维纳﹐N.1948年为控制论所下定义是:“研究动物和机器中控制和通信的科学”。70年代以来﹐电子数字计算机得到广泛的应用﹐控制论的应用范围逐渐扩大到社会经济系统﹐控制论的定义也因之扩展。苏联和东欧各国学者认为控制论是研究系统中共同的控制规律的科学﹐把控制论的定义又作了进一步的扩展。英文cybernetics(控制论)一词来源于希腊文﹐原意为“掌舵人”﹐转意是“管理人的艺术”。1947年﹐维纳选用cybernetics这个词来命名这门新兴的边缘科学有两个用意﹕一方面想藉此纪念麦克斯韦1868年发表《论调速器》一文﹐因为governor(调速器)一词是从希腊文“掌舵人”一词讹传而来的﹔另一方面船舶上的操舵机的确是早期反馈机构的一种通用的形式。 控制论的诞生和发展20世纪30～40年代人们对信息和反馈有了比较深刻的认识﹐一些著名科学家环绕信息和反馈进行了大量的研究工作。英国统计学家R.A.费希尔从古典统计理论的角度研究信息理论﹐提出单位信息量的问题。美国电信工程师香农﹐C.E.从通信工程的角度研究信息量的问题﹐提出信息熵的公式。美国数学家维纳则从控制的观点研究有噪声的信号处理问题﹐建立了维纳滤波理论﹐并分析了信息的概念﹐提出测定信息量的公式和信息的实质问题。他们几乎在同一个时候解决了信息的度量问题。这一时期﹐人们逐渐深入了解反馈控制系统的工作原理。1932年美国通信工程师奈奎斯特﹐H.发现负反馈放大器的稳定性条件﹐即著名的奈奎斯特稳定判据。1945年维纳把反馈概念推广到一切控制系统﹐把反馈理解为从受控对象的输出中提取一部分信息作为下一步输入﹐从而对再输出发生影响的过程。巴甫洛夫条件反射学说证明了生命体中也存在着信息和反馈问题。 维纳在改进防空武器时发现﹐动物和机器中控制和通信的核心问题是信息﹑信息传输和信息处理。维纳与墨西哥神经生理学家A.罗森布卢埃特合作对这个课题进行了长达10多年(1934～1947)的研究。参加这一研究工作的还有数学家﹑逻辑学家﹑物理学家﹑电信工程师﹑控制工程师﹑计算机设计师﹑神经解剖学家﹑神经生理学家﹑心理学家﹑医学家﹑人类学家和社会学家。他们进行了生理学﹑病理学和心理学方面的许多实验﹐吸收来自火力控制系统﹑远程通信网络和电子数字计算机的设计经验﹐以及对预测和滤波理论等数学统计理论的研究﹐终于找到了控制论的核心问题。1942年5月梅西基金会举行的关于大脑抑制问题的科学讨论会提出﹐通信工程和控制工程领域内已经研究成熟的信息和反馈的概念和方法﹐可能有助于神经生理学的研究。这时控制论的思想已经形成﹐但还没有正式命名。1943年末到1944年初在普林斯顿召开了一次控制论思想的科学讨论会﹐进一步确认了控制论思想﹐认为在不同领域的工作者之间存在着共同的思想基础﹐一个科学领域可以运用另一个科学领域发展得比较成熟的概念和方法。1946～1953年间梅西基金会发起一系列关于反馈问题的科学讨论会﹐对于控制论的发展产生很大的推动作用。 1948年维纳发表奠基性著作《控制论》﹐这本书的副标题是“关于动物和机器中控制和通信的科学”﹐控制论的名称因此而定。维纳抓住了一切通信和控制系统的共同特点﹐即它们都包含着一个信息传输和信息处理的过程。维纳指出﹕一个通信系统总是根据人们的需要传输各种不同的思想内容的信息﹐一个自动控制系统必须根据周围环境的变化﹐自己调整自己的运动﹐具有一定的灵活性和适应性。通信和控制系统接收的信息带有某种随机性质﹐具有一定的统计分布﹐通信和控制系统本身的结构也必须适应这种统计性质﹐能对一类在统计上预期要收到的输入作出统计上令人满意的动作。

《控制论和科学方法论》2018学习笔记

《控制论和科学方法论》 笔记 金观涛华国凡著 大龙在这里呢 2018-01-26

目录 序言 (4) 第一章控制和反馈 (4) 1.1.可能性空间 (4) 1.2.人通过选择改造世界 (5) 1.3.控制能力 (5) 1.4.随机控制 (5) 1.5.有记忆的控制 (6) 1.6.共轭控制 (6) 1.7.负反馈调节 (7) 1.8.负反馈如何扩大了控制能力 (7) 1.9.正反馈与恶性循环 (7) 第二章信息、思维和组织 (8) 2.1.什么是知道 (8) 2.2.信息的传递 (8) 2.3.信息是一种客体吗 (8) 2.4.通道容量 (9) 2.5.滤波：去伪存真的研究 (9)

2.6.信息的储存 (10) 2.7.信息加工和思维 (10) 2.8.信息和组织 (11)

序言 控制论思想的源流由三条支流汇成。 一条是数学和物理的发展。（吉布斯）统计力学，量子力学的建立。不少科学家认为：与其说我们这个世界是建立在必然性之上的，倒不如说是建立在偶然性之上的，许多物理定律仅仅是大量事件统计平均的结果。科学的发展迫使人们回答必然性和偶然性之间的关系。于是，确定性与非确定性以及它们之间关系的研究就成为科学界最热门的课题。概率论的成熟，热力学中的熵直至信息概念的提出，就是这一研究的逐步深入。 另一条支流是生物学和生命科学的进展。科学家早就发现，生物界不是一个充满必然性的机械世界，生物个体行为也不能用统计力学和量子力学所用的纯或然语言来刻画。生命的活动既有或然性，也有必然性。生命是怎样把必然与偶然统一起来的？科学家对生命的机制发生了浓厚兴趣。直到提出“内稳定”概念，才将认识推进到新的阶段，为控制论诞生奠定了基础。 第三条支流是人类对思维规律的探讨。它集中地反映在计算机制造和数理逻辑的进展。数学家特别是计算机的研制者们企图用数学语言来模拟人的思维过程。计算机的制造成为控制论成熟的前奏。 1947年，维纳发表《控制论》。 第一章控制和反馈 1.1. 可能性空间 共性：1.被控制的对象必须存在多种发展的可能性。 2.人可以在这些可能性中通过一定的手段进行选择，才谈得上控制。 我们将事物发展变化中面临的各种可能性集合称为这个事物的可能性空间。它是控制论中最基本的概念。

控制工程作业第一章

1.1 工程控制理论的研究对象和任务是什么？ 答：机械工程控制论的研究对象及任务：工程控制论实质是研究工程技术中广义系统的动力学问题。具体说，它研究的是工程技术中的广义系统在一定的外界条件作用下，从系统的一定初始条件出发，所经历的由其内部的固有特性所决定的整个动态历程；研究这一系统及其输入、输出三者之间的关系。 1.2 组成典型闭环控制系统的主要环节有哪些？它们各起到什么作用？ 答：典型闭环控制系统的主要环节： 给定环节、测量环节、比较环节、放大及运算环节、执行环节。 作用： 给定环节：给出与系统输出量希望值相对应的系统输入量。 测量环节：测量系统输出量的实际值，并把输出量的量纲转化与输入量相同。 比较环节：比较系统的输入量和反馈信号，并给出两者之间的偏差。 放大环节：对微弱的偏差信号进行放大和变换，使之具有足够的幅值和功率，以适应执行元件动作的要求。 执行环节：根据放大后的偏差信号产生控制、动作，操作系统的输出量，使之按照输入量的变化规律而变化。 1.3 自动控制系统按照输出变化规律如何分类？按照反馈规律分为哪几类 答：按输出变化规律分类：自动调节环节、随动系统、程序控制系统。 按反馈情况分类：开环系统、闭环系统、半闭环系统。 1.4 什么是反馈控制？日常生活种有许多闭环和开环系统，请举例说明。 答：反馈控制是将系统的输出信号通过一定的检测元件变送返回到系统的输入端，并和系统的输入信号进行比较的过程。 举例： 开环系统：洗衣机、电烤箱、交通红绿灯和简易数控机床。 闭环系统：数控机床的进给系统。 1.5 分析比较开环系统与闭环系统的特征、优缺点和应用场合的不同之处。 答：开环系统：信号单向传递；系统输出量对输入没有影响的系统。 特征：作用信号单向传递。 优点：简单、调整方便、成本低、不会震荡。系统总能稳定工作。 缺点：开环控制系统精度不高，抗干扰能力差。 场合：在一些对控制精度要求不高、扰动作用不大的场合。 闭环系统：信号形成闭环回路；系统末端输出量对输入有影响的系统。 特征：作用信号按闭环传递 优点：闭环控制系统精度高 缺点：系统元件大、成本高、功率大、调试工作量大，应产生震荡。 场合：对控制精度要求较高的场合。 1.6 对控制系统的基本要求是什么？ 答：对控制系统的基本要求是：系统的稳定性响应的快速性响应的准确性

浅议紧张理论与社会控制理论

浅议紧张理论与社会控制理论 [摘要]紧张理论和社会控制理论是建立在传统价值和社会规范这一社会力量上对于犯罪原因进行解释的两大理论。文章主要从理论假设，即犯罪时对传统价值和社会规范的背离还是否定和社会组织化程度两方面对紧张理论和社会控制理论进行对比分析，从而得到两者的共同性，即对于传统价值和社会规范这一深层性和重要性的因素在犯罪中的解释力的肯定。 [关键词]紧张理论；社会控制理论；社会规范；社会组织化程度 犯罪学家高特弗雷德森和赫希曾提出，犯罪就是一种越轨行为，是一种超越传统价值和社会规范的，会受到制裁的行为。①换句话说，传统价值和社会规范经由社会化的过程内化成为个体的行事准则，会影响个体的行为。这不禁引发了犯罪学家们对于社会规范、传统价值等深层次社会因素对于个体犯罪的解释力的思考。紧张理论和社会控制理论就是在社会力量的基础上展开对犯罪的探讨的，本文将基于犯罪是对传统价值和社会规范的背离还是否定、犯罪是源于宏观的社会组织化程度的变更还是微观层面的社会组织化程度变更两方面对这两大理论进行对比探讨。 一、犯罪是对传统价值和社会规范的背离还是否定 无论是紧张理论还是社会控制理论，都已经认识到传统价值和社会规范在抑制犯罪上的重要作用，它们之间的不同在于传统价值和社会规范是否为社会大众所共同接受，紧张理论假设传统价值和社会规范是为大众所接受的，犯罪是缘于对其的背离，而社会控制理论则假设并不是每个人都能完美地完成传统价值和社会规范的社会化，犯罪是源于对其根本上的否定。 （一）对传统价值和社会规范的背离 失范理论的提出者埃米尔·迪尔凯姆认为，犯罪在所有社会中都是有存在价值的，违法者被社会公共意识从社会大众中区分出来，组成了被社会认为是最低劣的群体，这使得社会的其他部分人产生优越感、集体认同感，有助于维持和加强社会团结。②于是，如何最大限度地减少而不是消灭犯罪成了犯罪学家们的研究重点。迪尔凯姆主张用失范理论来解释犯罪的原因，他认为，社会不仅有调节各个部分的经济互动的功能，也有调整个人如何认识自己需要的功能。③社会结构，尤其是经济结构的变迁，极大地促进了人们欲望的改变，是社会规则规制着人们的欲望，人们在互动交往中，明白了在各种社会环境中被合理期待获得的是什么；然而，在很多情形下，社会规则可能被削弱甚至崩溃（例如社会的高速变迁导致社会意识的重新建立），此时，人们会处于一种道德失范状态，采取非法手段或毁灭目标都是失范的外露表现。 紧张理论的提出者默顿以迪尔凯姆的失范概念为基础，提出犯罪往往发生在社会文化和结构之间存在紧张和冲突时。当人们不能通过制度性的手段满足自我

安全控制论原理和应用

安全系统工程 安全控制论原理和应用 王先华 (冶金工业部安全环保研究院安全系统工程研究所　430081) 摘　要　以系统论、信息论、控制论为指导思想,结合安全系统工程现场实践,对开发、完善安全控制论的理论体系及其应用等方面研究成果作了简要介绍,包括安全控制论的数学模型,安全系统的控制方式,安全计量及其在安全评价等方面的应用。 关键词　安全　安全控制论　应用 The principle of the saf ety control theory and its application Wa ng Xia nhua (S af ety and E nvironme ntal P rotection Re seach I nstitute,M M I　430081) Abstract　In this pa per,o n t he pr inciple o n mo der n co ntro l t heo ry,by m eans of analyzing the st ructure and char acterist ic of t he sy stem safety st ate,t he sta te equation and t he dy na mic model of the safety sy stem w as estabished. Keywords　Safety　Safet y contr ol theor y　Applicat ion 1　安全控制论基本原理 1.1　安全控制系统的状态方程 一切系统都在运动中,系统的运动是由于系统中矛盾斗争的结果。这是宇宙间的普遍原理,安全系统也服从这一原理。安全系统虽然结构复杂,归根结底可以概括为两大对立的基本矛盾,即“危险”和反危险的“控制作用”斗争的结果。 根据近年发展起来的大系统理论,采用变量集结法,输出变量为年度“千人伤亡率”Y(k),输入变量则是将各子系统中的危险因素及反危险的控制因素,集结成为符号相异的两个变量“危险指数”H(k)和“控制作用”C(k)。 因此,下列差分方程成立: Y(k)=Y(k)-Y(k-1) =-C(k)Y(k-1)+H(k)(1)式中　k年度; Y(k)第k年度千人伤亡率; Y(k-1)上年度千人伤亡率; C(k)年度控制能力; H(k)年度危险指数。 式(1)中的控制能力取负号,表示与危险呈对立关系。进一步整理式(1)则有 Y(k)=[1-C(k)]Y(k-1)+H(k)(2) 这便是安全控制论的状态方程,大量实践证明这种规律不仅适用于大系统,甚至对于只有几百人的车间子系统,也基本适用。 1.2　状态方程提供的信息 若在一段时间内C、H保持不变,对式(2)进行Z变换,得通解为: Y(k)=H/C+[Y(0)-H/C](1-C)k(3)经变换得:Y(k)=Y(0)e-bk+(H/C)(1-e-bk)(4)从式(4)可以看到: 又具有意义的,这既要考察制造单位的情况,又要与研究各种不同的无损检测方法的可靠性工作相结合; (4)疲劳寿命分析,假定以Par is公式为基本近似式,对其中的常数c和m的变化须加以研究。 参考文献1　周则恭,李泽震.压力容器缺陷评定标准的可靠性分析.压力容器的可靠性.劳动人事出版社,1986 2　周则恭.常用球罐用钢断裂韧性数据.压力容器安全评定.劳动人事出版社,1986 3　O’Neil and J ord an.S afety and Reliability for Per iod ic Inspection of Pres sure Vess el.Proc.on Periodic Ins pection of Pres sure Vess el.1972.Lon don ? 28? 工业安全与防尘 In dustrial Safety and Dus t Control 2000年第1期 J anu ary2000

基于控制论的数学测试系统应用

现代远程教育研究2012年1期／总115期基于控制论的数学测试系统应用研究【技术应用】 基于控制论的数学测试系统应用研究* □世文菊何彦彬任善恂 摘要：数学问题解决能力的高低直接影响到学生学习数学的效率、学习兴趣、学习成绩以及学生学习潜力的开发。传统的数学教学方式容易使学生形成固定的思维模式，不利于创造性思维的培养。基于控制论的数学测试系统，将资源科学归类，提供教师辅导和及时诊断服务，注重学科知识的应用和学生间协作意识的培养。利用该数学测试系统，学生可以及时获得反馈，明晰自己的学习状态和问题；教师可以根据学习过程中学习者的变化状态，不断调整数学训练的内容和方式，制定最佳的教学方案，使学生在控制模型下，不断提高数学问题的解决能力。 关键词：控制论；数学测试系统；问题解决；问题表征；应用研究 中图分类号：G434文献标识码：A文章编号：1009-5195（2012）01-0087-05doi10.3969/j.issn.1009-5195.2012.01.014 *基金项目：国家社科基金“十一五”规划教育学2007年度重点项目之“中学生问题解决行为模型测量及问题解决策略培养的研究”（CCA070216）。 作者简介：世文菊，硕士研究生，云南大学网络与信息中心；何彦彬，博士研究生，助理研究员，云南大学现代教育技术中心；任善恂，博士，研究员，云南大学现代教育技术中心（云南昆明650091） 控制论是1948年美国数学家诺伯特·维纳创立的，它研究如何在系统内控制对象的变化状态，即用最少的信息实现最优的环节，取得最大效果，达到最佳化控制（精确化、定量化、模拟化）（刘斌等，2004）控制论的基本概念是信息和反馈，由这两种概念把本质互相背离的技术系统，如生物系统、社会系统联络起来，使这些系统中调节和控制的机能过程都可以用控制论的方法统一地加以处理，所以控制论又是一门方法论学科。 传统教学中学生解答数学问题时，习惯套用固定模式来解题。长此以往，学生的思维惰性就会不断增强。将控制论运用到“一题多解”的数学问题解题中，不仅对知识的掌握具有很大的帮助，而且还能帮助学生在学习过程中，树立良好的学习习惯，摒弃单一追求结果、死记硬背的学习定式，提高学生的数学问题解决能力。本文试图将控制论的信息与反馈方法应用于“数学测试系统”中，对学生测试后表现出来的差异进行个性化的指导，以获得最佳的教学效果。 一、数学问题在“数学测试系统”中的表 征方式 数学问题解决的全过程通常包括：从现实情境中提出问题，根据所提问题建立数学模型，运用自身已有的知识经验探求解决问题的思路，寻找规律，对问题进行求解，对解答过程的反思和对结果的评价、应用与推广，这样一个循环往复的过程。 数学问题在“数学测试系统”中的表征方式是指测试系统开发者根据数学教辅资料给出的问题和数学一线教师或专家给出的问题表征规律相结合，通过发现问题的架构、建立问题解决空间的过程，把物理刺激转变为心理符号的过程。问题表征既是一种过程，也是对问题理解的一种结果，即对问题的理解、内化，问题在头脑中的呈现方式等。问题表征质量的高低将会直接影响到问题的解决。（胥兴春等，2001）Kruteskii（1976）和Usiskin（1987）认为，视觉表征能够加强解题者对问题的知觉性理解。李文馥（1987）和Battista（1990）认为数学关系的空间表象操作能力有助于数学问题解决，它与数学成绩成正相关。徐凡等人的研究（1992）也证实了小学生空间表征与解决几何问题的能力有很高的相关性。 研究者按两个维度：教师规定题目的难易程度、问题和实际应用的符合程度（概念、基本应用、复杂应用），对测试系统中的数学问题进行区分，并运用测试系统，将传统学习中难以直接考察的解题效率和效果问题通过可视化的方式直观地展现出来，帮助学生及时了解学习情况，开展个性化的学习指导。 二、控制论在“数学测试系统”中的运用 数学问题解决能力的高低直接影响到学生学习数学的效率、学习兴趣、学习成绩以及学生学习潜力的开发。基于控制论的数学测试系统以教学任务和客观条件等信息采集为前提，以信息传输和反馈 . .87