1.1 計(jì)算機(jī)控制理論的發(fā)展過程

計(jì)算機(jī)控制理論經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的發(fā)展過程，采樣系統(tǒng)理論主要用在計(jì)算機(jī)控制方面，并已取得重要成果，其發(fā)展過程如下。

（1）采樣定理

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)只根據(jù)離散的過程變量值來工作，那么信號(hào)在什么條件下，才能只根據(jù)它在離散點(diǎn)上的值重現(xiàn)？該問題是由奈奎斯特（Nyquist）解決并證明的，要把正弦信號(hào)從它的采樣值中復(fù)現(xiàn)出來，每周期至少必須采樣兩次。香農(nóng)（Shannon）于1949年也證明了這個(gè)問題。

（2）差分方程

采樣系統(tǒng)理論的起源與某些特殊控制系統(tǒng)的分析有關(guān)。奧爾登伯格（Oldenburg）和薩托里厄斯（Sartorius）于1948年對(duì)落弓式檢流計(jì)的特性做了研究，這項(xiàng)研究對(duì)采樣系統(tǒng)的理論做出了貢獻(xiàn)。業(yè)已證明，許多特征可以通過分析一個(gè)線性時(shí)不變的差分方程描述，即用差分方程代替微分方程。

（3）Z變換法

由于拉普拉斯變換理論已經(jīng)成功地應(yīng)用于連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)中，人們自然想到為采樣系統(tǒng)建立一種類似的變換理論?；魻柧S茲于1947年對(duì)序列{f（kT）}引進(jìn)了一個(gè)變換：

后來，這種變換由拉格茲尼（Ragazzini）和扎德（Zadeh）于1952年定義為Z變換。

（4）狀態(tài)空間理論

狀態(tài)空間理論的建立，來自許多數(shù)學(xué)家的共同努力?？柭褷顟B(tài)空間法應(yīng)用于控制理論，他建立了許多概念并解決了許多重要問題。

（5）最優(yōu)控制與隨機(jī)控制

20世紀(jì)50年代后期，貝爾曼與龐特里亞金等人證明了許多設(shè)計(jì)問題都可以形式化為最優(yōu)化問題。20世紀(jì)60年代初，隨機(jī)控制理論的發(fā)展引出所謂的線性二次型高斯（Linear Quadratic Gauss，LQG）理論。

（6）代數(shù)系統(tǒng)理論

代數(shù)系統(tǒng)理論對(duì)線性系統(tǒng)理論有了更好的理解，并應(yīng)用多項(xiàng)式方法解決特殊問題。

（7）系統(tǒng)辨識(shí)與自適應(yīng)控制

在最優(yōu)控制系統(tǒng)中，當(dāng)被控對(duì)象的工作條件發(fā)生變化時(shí)，就不再是最優(yōu)狀態(tài)了。若系統(tǒng)本身在工作條件變化的情況下，能自動(dòng)地改變控制規(guī)律，使系統(tǒng)仍能處于最佳工作狀態(tài)，其性能指標(biāo)仍能取得最佳，這就是自適應(yīng)控制。自適應(yīng)控制包括性能估計(jì)（系統(tǒng)辨識(shí)）、決策和修改三部分。

（8）先進(jìn)控制技術(shù)

先進(jìn)控制技術(shù)主要包括模糊控制技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)、專家控制技術(shù)、預(yù)測(cè)控制技術(shù)、內(nèi)?？刂萍夹g(shù)、分層遞階控制技術(shù)、魯棒控制技術(shù)、學(xué)習(xí)控制技術(shù)、非線性控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)等。先進(jìn)控制技術(shù)主要解決傳統(tǒng)的、經(jīng)典的控制技術(shù)難以解決的控制問題，代表控制技術(shù)最新的發(fā)展方向，并且與多種智能控制算法是相互交融、相互促進(jìn)發(fā)展的。