叢書序

自動控制、智能控制、智慧控制是相對AI控制技術的普遍話題。在當今的生產、生活和科學實驗中具有重要的作用，這已是公認的事實。

在控制技術中離不開將甲地的信息傳送到乙地，以便遠程監測（遙測）、視頻顯示和數據記錄（遙信）、狀況或數據調節（遙調）和智能控制（遙控），統稱為智能控制的四遙工程。

所謂信息，一般可理解為消息或知識，在自然科學中，信息是對這些物理對象的狀態或特性的反映。信息是物理現象、過程或系統所固有的。信息本身不是物質，不具有能量，但信息的傳輸卻依靠物質和能量。而信號則是信息的某種表現形式，是傳輸信息的載體。信號是物理性的，并且隨時間而變化，這是信號的本質所在。

一般說來，傳輸信息的載體被稱為信號，信息蘊涵在信號中。例如，在無線電通信中，電磁波信號承載著各種各樣的信息。所以信號是有能量的物質，它描述了物理量的變化過程，在數學上，信號可以表示為關于一個或幾個獨立變量的函數，也可以表示隨時間或空間變化的圖形。實際的信號中往往包含著多種信息成分，其中有些是我們關心的有用信息，有些是我們不關心的噪聲或冗余信息。傳感器的作用就是把未知的被測信息轉化為可觀察的信號，以提取所研究對象的有關信息。

為達到以上目的，必須將原始信息進行必要的處理再轉換成信號。諸如信息的獲得，將無效信息進行過濾，將有效信息轉換成便于傳輸的信號，或放大為必要的電平信號；或將較低頻率的原始信息“調制”為較高頻率的信號；或為了滿足傳輸，特別是遠距離傳輸的要求，將原始模擬信息進行數字化處理，使其成為數字信號等。這就是智能控制發送部分的“職責”——信息的收集與調制。

然后，將調制后的信號置于適用的、所選取的傳輸通道上進行傳輸，使調制后的信號傳輸至信宿端——乙地。當然，調制后的信號在傳輸過程中由于受到傳輸線路阻抗的作用，使信號衰減；或受到外界信號的干擾而使信號畸變，則需要在經過一段傳輸距離后，進行必要的信號放大和（或）信號波形整形，即加入所謂的“再生中繼器”，對信號進行整理。

在乙地接收到經傳輸線路傳送來的信號后，一般都需要進行必要的“預處理”——信號的放大或（和）波形整形，然后進行調制器的反向操作“解調”，即將高頻信號或數字信號還原成原始信息。將原始信息通過揚聲器（還原的音頻信號）、顯示器（還原的圖像或視頻信號）、打印（還原的計算結果）或進行力學、電磁學、光學、聲學等轉換，對原始信息控制目的物進行作用，從而達到智能控制的目的。

本套叢書就是對智能控制系統中各個環節的一些關鍵技術的原理、特性、基本計算公式和方法、基本結構的組成、各個部分參數的選取，以及主要應用場合及其優勢和不足等問題進行討論和分析。

智能控制系統的主要部分在于：原始信息的采集和有效信息的獲取——“傳感器”，也被稱作“人類五官的延伸”；將原始信息轉換成傳輸線路要求的信號形式——“調制器”，也是門類最多、計算較為復雜的部分；傳輸線路技術——諸如有線通信的“載波通信線路技術”“電力載波通信線路技術”“光纖通信線路技術”，無線通信的“微波通信技術”“可見光通信技術”及近距離、小容量的“微信通信技術”“藍牙通信技術”等。還包括未來的通信技術——“量子通信技術”等，對其基本原理、基本結構、主要優缺點、適用場合及整體信息智能控制系統做一些基礎性、實用性的技術介紹。

對于信息接收端，主要工作在于對調制后的信號進行“解調”，當然包括對接收到的調制信號的預處理，并按照信號的最終控制目的，將信號進行逆向轉換成需要的信息，使之達到遠程監測、視頻顯示和數據記錄、狀況或數據調節和智能控制的目的。

本套叢書則沿著“有效信息的取得”“有效信息的調制”“調制信號的傳輸”“調制信號的解調”以及“智能控制系統的舉例應用”這一線索展開，對比較典型的智能控制系統，應用于實踐的設計計算及控制的邏輯關系進行舉例論述。

本套叢書分為四本，包括《傳感技術與智能傳感器的應用》《信號的調制與解調技術》《信息的傳輸與通信技術》和《智能控制技術及其應用》。

本套叢書對于現代智能控制實用技術不能說是“面面俱到”，但基本技術鏈條比較齊全，涉及面也比較廣，但也很可能掛一漏萬。書中的主要舉例都是作者在近三十多年的實踐中，通過學習、設計、實驗、制造、使用中得到驗證的智能控制范例。可以將本套叢書用于對智能控制基礎知識的學習，作為基本智能控制系統設計的參考。本套叢書雖然經歷了十多年的知識積累，但仍然覺得時間倉促，加之水平有限，錯誤與疏漏之處在所難免，懇請讀者批評指正。

蘇遵惠

2024年5月于深圳