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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

本身特性的控制系统。适应控制系统的研究常可归结为如下的三个基本问题：①
识别受控对象的动态特性；②在识别对象的基础上选择决策；③在决策的基础上
做出反应或动作。
（二）现代控制理论的发展过程
20 世纪 50 年代中期，科学技术及生产力的发展，特别是空间技术的发展，

迫切要求解决更复杂的多变量系统、非线性系统的最优控制问题（例如火箭和宇
航器的导航、跟踪和着陆过程中的高精度、低消耗控制，到达目标的控制时间最
小等）。实践的需求推动了控制理论的进步，同时，计算机技术的发展也从计算

手段上为控制理论的发展提供了条件，适合于描述航天器的运动规律，又便于计
算机求解的状态空间模型成为主要的模型形式。
俄国数学家李雅普诺夫 1892 年创立的稳定性理论被引入到控制中。1956
年，美国数学家贝尔曼（R. Bellman）提出了离散多阶段决策的最优性原理，
创立了动态规划。 之后，贝尔曼等人提出了状态分析法；并于 1964 年将离散

多阶段决策的动态规划法解决了连续动态系统的最优控制问题。美国数学家卡
尔曼（R. Kalman）等人于 1959 年提出了著名的卡尔曼滤波器，1960 年又在
控制系统的研究中成功地应用了状态空间法，提出系统的能控性和能观测性问

题。1956 年，前苏联科学家庞特里亚金（L.S. Pontryagin）提出极大值原理，并
于 1961 年证明并发表了极大值原理。极大值原理和动态规划为解决最优控制问
题提供了理论工具。
到 1960 年代初，一套以状态方程作为描述系统的数学模型，以最优控制
和卡尔曼滤波为核心的控制系统分析、设计的新原理和方法基本确定，现代控

制理论应运而生。进入 20 世纪 60 年代，英国控制理论学者罗森布洛克（H.H.
Rosenbrock）、欧文斯（D.H. Owens）和麦克法轮（G.J. MacFarlane）研究了使用
于计算机辅助控制系统设计的现代频域法理论，将经典控制理论传递函数的概念

推广到多变量系统，并探讨了传递函数矩阵与状态方程之间的等价转换关系，为
进一步建立统一的线性系统理论奠定了基础。
20 世纪 70 年代瑞典控制理论学者奥斯特隆姆（K.J. Astrom）和法国控制理
论学者朗道（L.D. Landau）在自适应控制理论和应用方面作出了贡献。与此同时，
关于系统辨识、最优控制、离散时间系统和自适应控制的发展大大丰富了现代控

制理论的内容。现代控制理论主要利用计算机作为系统建模分析、设计乃至控制

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