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'''控制理论(Control Theory)'''研究机器和工程过程中连续运行的[动态系统]的控制。控制理论旨在开发一种以最优动作控制此类系统的控制模型，避免出现 ''延迟'' 或 ''超调'' ，并确保控制的稳定性。由于非常依赖相关学科的理论和实际应用，控制理论可以被视为[控制工程]、[计算机工程]、[数学]，[控制论]和[运筹学]的分支<ref>{{Cite web|url=https://portal.dnb.de/opac.htm?method=simpleSearch&cqlMode=true&query=nid=4032317-1|title=Katalog der Deutschen Nationalbibliothek (Authority control)|last=GND|website=portal.dnb.de|url-status=live|archive-url=|archive-date=|access-date=2020-04-26}}</ref>。

'''控制理论 (Control Theory)'''研究机器和工程过程中连续运行的[动态系统]的控制。控制理论旨在开发一种以最优动作控制此类系统的控制模型，避免出现 ''延迟'' 或 ''超调'' ，并确保控制的稳定性。由于非常依赖相关学科的理论和实际应用，控制理论可以被视为[控制工程]、[计算机工程]、[数学]，[控制论]和[运筹学]的分支<ref>{{Cite web|url=https://portal.dnb.de/opac.htm?method=simpleSearch&cqlMode=true&query=nid=4032317-1|title=Katalog der Deutschen Nationalbibliothek (Authority control)|last=GND|website=portal.dnb.de|url-status=live|archive-url=|archive-date=|access-date=2020-04-26}}</ref>。

为了达到控制的目的，我们需要一个在必要时具有纠正行为的 ''[控制器]'' 。一个优秀的控制器应当监视受控过程变量('''Process Variable, PV''')，并将其与参考值或设定值('''Set Point, SP''')进行比较。在控制过程中，过程变量的实际值和期望值之间的差被称为 ''误差'' 信号（或称 SP-PV 误差），被作为反馈来产生控制效果，使被控制的过程变量达到与设定点相同的值；此外，控制理论中也引入了[可控性]和[可观测性]。控制理论是高级自动化的基础，为制造、航空、通信和其他行业带来了革命性的影响。具有反馈作用的控制器的系统被称为反馈控制系统。反馈控制通常是 ''连续'' 的，使用[传感器]测量控制变量，并通过诸如控制阀等“最终控制元件”的计算调整，使控制变量保持在一定范围内<ref>Bennett, Stuart (1992). A history of control engineering, 1930-1955. IET. p. 48.</ref>。

为了达到控制的目的，我们需要一个在必要时具有纠正行为的 ''[控制器]'' 。一个优秀的控制器应当监视'''受控过程变量 (Process Variable, PV)'''，并将其与参考值或'''设定值 (Set Point, SP)'''进行比较。在控制过程中，过程变量的实际值和期望值之间的差被称为 ''误差'' 信号（或称 SP-PV 误差），被作为反馈来产生控制效果，使被控制的过程变量达到与设定点相同的值；此外，控制理论中也引入了[能控性]和[能观性]。控制理论是高级自动化的基础，为制造、航空、通信和其他行业带来了革命性的影响。具有反馈作用的控制器的系统被称为反馈控制系统。反馈控制通常是 ''连续'' 的，使用[传感器]测量控制变量，并通过诸如控制阀等“最终控制元件”的计算调整，使被测变量保持在一定范围内<ref>Bennett, Stuart (1992). A history of control engineering, 1930-1955. IET. p. 48.</ref>。

[[File:传递函数框图.jpg|right|thumb|400px]]

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控制理论广泛使用[方框图('''Block Diagram''')]作为图解表示。其中，利用[微分方程]描述系统输入输出关系的数学模型一般被称为['''传递函数(Transfer Function)''']，也称'''系统函数(System Function)'''或'''网络函数(Network Function)'''。

控制理论广泛使用['''方框图 (Block Diagram) ''']作为图解表示。其中，利用[微分方程]描述系统输入输出关系的数学模型一般被称为['''传递函数 (Transfer Function) ''']，也称'''系统函数 (System Function) '''或'''网络函数 (Network Function) '''。

控制理论的研究可以追溯到19世纪。麦克斯韦（James Clerk Maxwell）最先描述了调速器运行的理论基础<ref>{{cite journal |first=J. C. |last=Maxwell |authorlink=James Clerk Maxwell |title=On Governors |date=1868 |journal=Proceedings of the Royal Society |volume=100 |issue= |pages= |url=https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b1/On_Governors.pdf}}</ref>。控制理论分别被[爱德华·劳斯(Edward Routh)]、[查理斯·斯图姆(Charles Sturm)]在1874年、[阿道夫·赫维兹(Adolf Hurwitz)]在1895年进一步发展，三人都为建立控制理论的稳定性判据做出了贡献；而[尼古拉斯·米诺尔斯基(Nicolas Minorsky)]在1922年发明的[[PID控制]]又将控制理论的发展向前推进了一大步<ref>{{cite journal |last=Minorsky |first=Nicolas |authorlink=Nicolas Minorsky |title=Directional stability of automatically steered bodies |journal=Journal of the American Society of Naval Engineers |year=1922 |volume=34 |pages=280–309 |issue=2 |ref=harv  |doi=10.1111/j.1559-3584.1922.tb04958.x}}</ref>。虽然控制理论主要应用在工业界设计[过程控制]系统的控制系统工程领域，但其他的应用领域远远超出了这一范畴。作为反馈系统的一般理论，控制理论在反馈出现的任何场合都是适用的。

控制理论的研究可以追溯到19世纪。麦克斯韦 (James Clerk Maxwell) 最先描述了调速器运行的理论基础<ref>{{cite journal |first=J. C. |last=Maxwell |authorlink=James Clerk Maxwell |title=On Governors |date=1868 |journal=Proceedings of the Royal Society |volume=100 |issue= |pages= |url=https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b1/On_Governors.pdf}}</ref>。控制理论分别被[爱德华·劳斯 (Edward Routh) ]、[查理斯·斯图姆 (Charles Sturm) ]在1874年、[阿道夫·赫维兹 (Adolf Hurwitz) ]在1895年进一步发展，三人都为建立控制理论的稳定性判据做出了贡献；而[尼古拉斯·米诺尔斯基 (Nicolas Minorsky) ]在1922年发明的[[PID控制]]又将控制理论的发展向前推进了一大步<ref>{{cite journal |last=Minorsky |first=Nicolas |authorlink=Nicolas Minorsky |title=Directional stability of automatically steered bodies |journal=Journal of the American Society of Naval Engineers |year=1922 |volume=34 |pages=280–309 |issue=2 |ref=harv  |doi=10.1111/j.1559-3584.1922.tb04958.x}}</ref>。虽然控制理论主要应用在工业界设计[过程控制]系统的控制系统工程领域，但其他的应用领域远远超出了这一范畴。作为反馈系统的一般理论，控制理论在反馈出现的任何场合都是适用的。

==历史==

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