1、控制论 一 控制 论与现 代管理 控制 论与信 息论 ， 系统 论一样 也是一 门跨学 科门类 ， 具有 浓厚方 法论 性质的 横断科 学 。 控制 论的产 生和发 展有着 深刻的 社会背 景 和技 术，实 践，哲 学和数 学的基 础。 1 9 4 3 年到 1 9 4 8 年这段 时间，控制 论形成于科 学的边远地 域或科 学无人区。维纳在 1 9 4 8 年出版了控制论宣告了这门科学的 正式 诞生 。 1 9 4 8 年后 是控制 论的发 展阶段 ， 控制 论的发 展是将 最 一般 意义上 总结和 概括的 概念 ， 原理 ， 模型 和方法 应用于 可能运 用的 领域， 大致分 为三个 时期
2、： 第一个 时期， 从 4 0 年代 末到 5 0 年代初是经典控制理 论时期；第二个时期为 6 0 年代，是现代控 制理 论时期 ； 第三 个时期 为 7 0 年代 以后是 大系统 控制理 论时期 。 控制 论应用 范围广 ，发展 速度快 。对科 学研究 ， 劳动 生产 ， 经济 管理 ，社会 生活和 人的认 识产生 了极其 广泛而 深刻的 影响 。 它横 跨科 学技术 ，基础 科学 ，社会 科学和 思维科 学 ， 形成 了以理 论控 制论 为中心 ，包括 工程控 制论 ，生物 控制论 ， 社会 控制论 和智能 控制 论四大 分支在 内的庞 大的学 科体系 。 二 控制 论的基 本概念 1
3、. 可能性空 间是控制论的出发 点，可以说控制 论的大厦是建立在 可能性空 间之上的，因而它 是控制论中最基 本的概念，当人们 利用并创 造条件，把事物的 可能状态转化为 现实状态的过程就 是对 该事物 实施控 制的过 程。2 . 控制 与控制 能力 控制 是指人 们根据 给定的 条件和 预定的 目的 ， 改变 和创造 条件 ， 使事 物沿着 可能性 空间内 确定的 方向或 状态发 展。 控制活动 在本质上就是保持 事物的稳定状态 或促使事物由一种 状态 向另一 种状态 转换。 对于一般 控制的过程来说， 要实现对事物的 控制，必须具备以 下两个条 件：首先，被控制 对象必须存在多 种发展的可
4、能性； 其次 ，目标 状态在 各种可 能性中 是可以 选择的 所谓控制 能力通俗的说就是 创造条件，使事 物向目标状态转化 的能 力。 3 . 控制 系统与 控制论 系统 控制作为 一种作用，至少有 作用者与被作用 者，以及作用的传 递者这样 三个要素，由这三 个组成部分组成 一个整体，相对于 某种环境 而言，才能具有控 制的功能和行为 ，因此，我们可以 把施控者 ，受控者和控制作 用的传递着三个 部分所组成的相对 于某 种环境 而具有 控制功 能和行 为的系 统称控 制系统 。 控制论着 眼于从控制系统与 特定环境的关系 来考虑系统的控制 功能，也 就是说，控制系统 的控制功能是在 系统与环
5、境之间的 相互作用 中实现的。因此， 控制系统必然是 一个动态系统，控 制过 程必然 是一个 动态过 程。 控制系统 根据有无反馈回路 ，可区分为开放 控制系统和闭环控 制系 统。控制论一 般只研究带有反馈 回路的闭环控制 系统，这是系统的 基本特点 之一。维纳认为控 制系统也是一种 信息系统，因此， 必须用信 息的观点来研究控 制系统，这是控 制论系统的另一个 观点，因 此，我们可以把通 过信息的传输， 交换和反馈来实现 自动 调节的 控制系 统称之 为控制 论系统 。 4 . 输入 与输出 一般地说 ，我们可以把环境 对系统的影响和 作用称为系统的输 入， 而把系 统对环 境的反 向影响
6、和反向 作用称 为系统 的输出 。 三 控制 论的基 本方法 1 . 黑箱 方法是 控制论 的认识 方法 黑箱 是指人 们意识 无需或 无法直 接观测 其内部 结构 ， 只能 从外部 的输 入和输 出去认 识的现 实系统 。 黑箱的概念是相对的，这种相对性还表现在随着科学技术的进 步， 认识 手段和 认识能 力的提 高 ， 许多 原先是 黑箱的 事物可 以转 化为 黑箱乃 至白箱 。 黑箱 方法的 应用， 可以简 化为以 基本步 骤： 第一 ，建立 主体和 客体的 耦合系 统 ； 第二 ，通过 输入和 输出主 动考察 黑箱； 第三 ，建立 模型辨 识黑箱 。 黑箱 方法的 意义： 黑箱 方法在
7、 现代科 学技术 和社会 实践诸 方面得 到广泛 的应用 ， 显 示了 越来越 大的作 用：首先 ，黑箱 方法是 研究结 构复杂 系统的 有效工 具； 其次 ，黑箱 方法是 研究生 命系统 的主要 方法； 再次 ，黑箱 方法是 研究尚 不能打 开系统 的唯一 手段。 2 . 功能 模拟方 法既是 论的基 本方法 ， 又是 具有相 对独立 性的科 学研 究方 法。 纵观 模拟方 法的历 史发展 ，大体 经历了 三个阶 段： 第一 个阶段 ，从直 观模拟 到机器 或技术 的仿制 ； 第二 个阶段 ，在实 验科学 基础上 发展起 来的模 拟实验 方法； 第三 个阶段 ，控制 论中的 功能模 拟方法
8、。 功能 模拟方 法主要 有以下 几个特 点： 首先 ， 功能 模拟只 以功能 和行为 相似为 基础 ， 所模 拟的一 切具有 通讯 和控制 功能系 统的合 乎目的 性的行 为； 其次 ， 在传 统模拟 中 ， 模型 只是认 识原型 的手段 ， 在功 能模拟 中 ， 模型 是具有 生物目 的行为 的机器 ； 再次 ， 功能 模拟借 助黑箱 方法 ， 从功 能上描 述和模 仿系统 对环境 影响 的反应 方式， 一般无 需分析 系统的 内部机 制和个 别要素 ， 不 追求 模型的 结构与 原型相 同。 功能 模拟方 法的意 义： 功能 模拟开 辟了向 生物界 寻求设 计思想 的新途 径； 功能 模
9、拟为 人工智 能的研 究提供 了有效 方法； 功能 模拟的 发展必 然带来 认识和 实践手 段的新 飞跃。 3 . 反馈 方法反馈 的概念 萌芽于 技术经 验 ， 形成 于电子 学 ， 在控 制论中 得到发 展和 完善， 并为上 升到哲 学范畴 奠定了 基础。 反馈 控制常 用于检 查目标 决策 ， 检查 计划制 定 ， 稳定 管理系 统状 态。 四 控制 与管理 1 . 管理 控制的 步骤与 原则 管理 控制的 一般过 程包括 以下三 个步骤 ： 确定 控制标 准 ； 根据 标准 衡量执 行情况 ；纠正 实际执 行中偏 离标准 或计划 的误差 。 管理 控制的 基本原 则包括 ： 标准 原则
10、 ， 适时 性原则 ， 关键 点原 则， 灵活性 原则。 2 . 管理 控制的 类型与 方式： 按逻 辑发展 分类的 控制方 式 ： 试探 控制 ， 经验 控制 ， 推理 控制 ， 最优 控制。 按关 联结构 分类的 控制方 式：简 单控制 ，多级 控制。 按信 息反馈 分类的 控制方 式：开 环控制 ，闭环 控制。 按系 统输入 内容分 类的控 制方式 ：计划 控制， 目标控 制。 3 . 计划 控制与 目标控 制 计划 控制分 为两种 ： 一种 是开环 计划控 制 ， 一种 是闭环 计划控 制 目标 控制的 特点 ： 受控 制系统 自行调 节 ； 实施 系统只 管 “两头 ” ； 应变 能力强 。
