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当代控制理论及应用技术概论
Introduction to Contemporary Control Theory and Applied Technology

础上的理论，称为经典控制理论（或称古典控制理论、自动控制理论），为工程
技术人员提供了一个设计反馈控制系统的有效工具。
4. 标志阶段
1947 年控制论的奠基人美国数学家维纳（N. Weiner）把控制论引起的自动
化同第二次产业革命联系起来，并于 1948 年出版了《控制论—关于在动物和机

器中控制与通讯的科学》。书中论述了控制理论的一般方法，推广了反馈的概念，
为控制理论这门学科奠定了基础。
1948 年美国科学家伊万斯（W.R. Evans）创立了根轨迹分析方法，为分析系

统性能随系统参数变化的规律性提供了有力工具，被广泛应用于反馈控制系统的
分析、设计中。我国著名科学家钱学森将控制理论应用于工程实践，并与 1954
年出版了《工程控制论》。
从 20 世纪 40 年代到 50 年代末，经典控制理论的发展与应用使整个世界的
科学水平出现了巨大的飞跃，几乎在工业、农业、交通运输及国防建设的各个领

域都广泛采用了自动化控制技术。
第二次世界大战期间，反馈控制方法被广泛用于设计研制飞机自动驾驶仪、
火炮定位系统、雷达天线控制系统以及其他军用系统。这些系统的复杂性和对快

速跟踪、精确控制的高性能追求，迫切要求拓展已有的控制技术，促使了许多新
的见解和方法的产生。同时，还促进了对非线性系统、采样系统以及随机控制系
统的研究。可以说工业革命和战争促使了经典控制理论的发展。
以传递函数作为描述系统的数学模型，以时域分析法、根轨迹法和频域分
析法为主要分析设计工具，构成了经典控制理论的基本框架。到 20 世纪 50 年代，

经典控制理论发展到相当成熟的地步，形成了相对完整的理论体系，为指导当时
的控制工程实践发挥了极大的作用。
经典控制理论主要用于解决反馈控制系统中控制器的分析与设计的问题。以

炉温控制为例，受控对象为炉子；输出变量为实际的炉子温度；输入变量为给定
常值温度，一般用电压表示。炉温用热电偶测量，代表炉温的热电动势与给定电
压相比较，两者的差值电压经过功率放大后用来驱动相应的执行机构进行控制。
（五）拉氏变换在自动控制理论中的应用
1. 拉氏变换及其逆变换

拉氏变换即拉普拉斯变换是数学中的一种积分变化，其定义可描述为：

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