现代主要控制方法的研究现状及展望

刘畅

摘 要 科学技术的不断进步，将现代控制方法逐渐应用于社会生产生活的各个领域，特别是现代控制方法在航空航天领域的应用已经成为现阶段人们关注的焦点，因此，本文将对现代主要控制方法在航空航天领域的研究现状进行分析探讨，并对现代控制方法为了的应用发展做出展望，希望对现代控制方法的研究有所帮助。

关键词 现代控制方法 人工智能控制 最优控制

中图分类号：TP18 文献标识码：A

0前言

现代控制理论是以解决航空航天领域的科技问题所诞生的一种拥有特定意义的理论，随着科学技术的不断进步，各种现代控制方法被逐渐研究出来，为了使现代控制方法更好地应用于航空航天领域，因此人们逐渐加深对现代主要控制方法的研究现状及未来发展趋势的探索分析。

1现代控制理论概述

现代控制理论的基础是状态空间学，然后结合了线性代数、微积分方程等数学方法，从而形成的一种控制系统。该理论自上世纪五十年代诞生以来便受到人们的广泛关注并且得到快速的发展。该理论最初主要运用于航空航天领域，是为了解决如何使用最少的燃料和最短的时间将宇宙火箭或者是人造地球卫星发射到预定的轨道等问题，随着这些问题的逐渐解决，控制理论的范围也逐渐扩大，经过半个多世纪的发展，现代控制理论已经产生了多种不同的控制理论分支，应用于社会生产生活的各个领域。

2现代主要控制方法

目前应用于航空航天领域的现代控制方法主要有以下几种。

2.1人工智能控制

人工智能控制中又衍生出多种不同的控制方法，主要有：

（1）神经网络控制。神经网络一般是用于对信息的处理及控制。神经网络的结构具有分层的特性，在每个神经元之间都可以进行输入与输出的连接，但是在不同层次的神经元则无法实现连接。神经网络具有不同的网络形式，其中以BP网络和RBF网络形式最为典型。自八十年代以来，神经网络在控制理论中的广泛应用已经可以解决控制理论中的绝大多数问题，成为社会上关注的焦点。例如建模与辨识系统、配置极点、控制内膜、自适应控制等。而神经网络可以对航空航天领域进行智能控制，主要归功于神经网络具备的学习能力，从而减少了适应环境的变化，能够十分方便地对控制系统进行在线离线的控制。而且神经网络具备计算的特质，可以准确高效的完成计算处理。同时信息的分布式储存和处理结构，有较高的泛化与容错能力。

（2）模糊控制。模糊控制的理论基础是计算机的模糊集合论、模糊逻辑推理和模糊语言变量这是中模糊理论。目前，模糊控制理论可以对不确定的控制对象模型进行满足系统非线性的操作，同时模糊控制系统可以将枯燥难懂的数学变量变为语言文字信息，方便人们进行理解。模糊控制理论是对人的思维进行高度的模拟，以此根据人在航空航天工程建设中积累的经验进行模糊推理。

但是，模糊控制理论中仍存在一些问题，例如：模糊控制器的工作原理相对复杂，影响到系统运行的稳定性，而且模糊控制同鲁棒控制的对比关系还需进一步进行研究，因此模糊控制理论还在在不断的完善发展中，在未来模糊控制理论将更趋近于专家模糊控制、智能优算法相结合的模糊控制等。

2.2最优控制

最优控制理论又被称为动态最优化或过程最优化理论，在满足各类式对初始、过程以及终端的制约条件的情况下，找到最优的控制策略，确保系统的性能指标可以符合规定的性能指标式，以此来实现对系统最优化的操作。

极值原理、微分对策以及动态规划是现阶段最优控制下形成的主要理论，我们在使用最优控制时所使用的数值方法主要有：梯度法、伪谱法、遗传算法等，我们也可以将不同的算法进行组合，融合每种算法的优点，打破只用一种算法的局限性，从而提高整体算法的控制水平，可以有效地对一些更加复杂的最优控制问题进行解决。

目前最优控制理论主要应用于航空航天工程中的一些问题，例如：如何解决线性二次型指标的最优问题、伺服机构问题、跟踪问题等。但是随着时代的发展，社会的进步，我们对最优控制的要求也越来越高，需要使用最优控制解决的问题也越来越多，因此在未来，最优控制的对象将会变的多样化，系统的结构也会更加复杂，从而使最优控制理论可以解决一些更加复杂的不确定性的系统问题。

2.3自适应控制

自适应控制理论下的系统通常带有明显的不确定性，所谓的不确定性指的是被控制对象的环境模型是不确定的，其中包含着一些随机因素和未知情况。因此，在自适应控制中需要对系统的工作状态进行自动的调节，所以自适应控制主要是对控制法则进行修改调整，对控制器的可变参数进行在线调整，对性能指标或辨识对象的动态特性进行在线测量，从而实现对系统的自适应控制。根据应用领域的不同，我们建立的自适应系统也存在一定的差别，但是自适应系统所完成的功能都是相同的，我们建立的自适应系统控制模型主要分为两种：一种是模型参考自适应系统和无模型参考自适应系统。

3结论

综上分析可知，现阶段我国在航空航天领域所使用的现代主要控制方法有：人工智能控制、最优化控制、自适应控制等，我们只有加深对现代控制方法的研究，将现代控制方法的作用最大限度的发挥出来，才能提高现代控制方法对航空航天领域的控制水平，才能促进我国航空航天领域的进一步发展。

参考文献

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[2] 王魁，苏士美，厉励.现代主要控制方法的现状与对策[J].华中科技大学，2015，24（1）.

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