控制科技在信息丰富的世界中未来的发展方向(3)

2019-01-10 10:43

控制与数学的相互作用下的其他观点能在Brockett一篇新近的综述文章里找到[10]。

一个关键的需要是为致力于核心理论的人们确定和提供基金的机制。多学科的、多大学的计划的大已经支持了很多值得做的项目,但是这样的计划潜在威胁着那些正致力于将来成功所需要的理体调查者的基础。重要的是要给面向这些应用工程的理论家留下空间并且更清楚地说明过去的成对理论的支持能得到正确评价。计划管理人员应该支持应用、计算及理论的平衡业务组合,明确出长期理论结果的重要性。

还应该通过新的中心和计划增强控制与数学的结合。基金机构应该考虑为那些有数学社团参加工制科学的国家研究所提供资金,应该鼓励现有的数学研究所主办关于控制、动力学及系统的整年

对理论的这种投资将给用于建造复杂系统以及严格训练下一代研究人员和工程师的系统的设计方来好处。

教育及延伸的新方法

正如这当中许多建议表明的那样,控制的应用正在扩大,而且对教育上提出了新的要求。控制社继续通过整合过去40年的材料和框架统一和压实知识基库。同样重要,这些材料必须被制成更易的广大潜在用户使用,远远超出传统库的工程科学学生和从业者,包括计算机科学家、生物学家学家和医学研究人员。这些用户的技术背景与传统的工程学科中的比较常常是非常不同的,需要方法进行教育。

专家小组相信控制原理现在是任何受过教育的科学家或工程师的背景的一个所要求的部分,而且议团体和基金机构投资针对非传统的听众的控制概念和工具的传播的教育及延伸的新方法。 作为实现这个建议的首要步骤,应该为专家和非专家编订新课程和教科书。在一流的大学,控制作为工程与科学课程必修部分,不仅包括机械的、电的、化学的及航空和航天工程,也包括计算应用物理学、以及生物工程学。同样重要的是这些课程强调控制的原理而不是仅仅提供能在某一域使用的工具。

教育及延伸的一个重要因素是试验的继续使用及新实验室和软件工具的发展。这些比以往任何时容易做到并且也更重要。实验室和软件工具应该被结合到课程中,包括超越他们目前的介绍性的程的在高级的(研究生)课程工作中的应用的增加。就设计工具( 如MATLAB工具箱) 和实现(实而言,软件的重要性不能过分强调。

在教育方面增加与工业相互作用是另一个重要的步骤。这可以通过工业研究人员攻读一半由公司大学支持的博士学位(全职)的合作博士计划来执行,并且为大学带来进一步理解实际问题的好外,来自控制团体的工业领导人和执行者应该继续与更广泛的团体相结合并且帮助传达他们的顾要。

采取的其他措施包括编订能够用来广泛教育公众的关于控制的新教材。这可能是在高中的生物、物理课本中所包括的有关控制的一些章节,或者描述控制的历史、原理、成就和工具的多媒体光释反馈的原理的通俗读本,或者或许关于控制的一本\漫画书\,也应该被考虑。即将到来的IF业使用的专业摘要也是教育的一条重要的途径。

把控制扩展到更广泛的团体的好处是可以增加对控制的使用性的意识,通过对其原来和工具的更用,增加控制的好处。严谨的设计原理的使用将导致更安全的系统、更短的开发时间以及更明晰

系统问题的理解。

结束语

控制领域有着丰富的历史和强有力的成功纪录并且影响着在商业上的、军事上的及科学上的应用的严格使用的传统与强有力的与应用的相互作用相结合已经产生出一套在多种技术中使用的工具产生影响的机会甚至比过去更多,而且该领域被恰当地定位为把它的工具的使用扩展到新的领域中。

通讯、计算和感知技术的普遍深入将起动控制的很多新的应用,但是也将要求当今的理论和工具可观的发展。控制界必须涵括新的,信息丰富的应用并把现有的概念推广应用到在决策的更高的的系统中。随着新的、远期领域的对控制技术的开放,该领域接下来的十年肯定是硕果累累的。

对控制研究的投资的回报是实质性的。它们包括对可靠、有效及鲁棒地运作的系统的成功开发;过生产过程的先进控制取得的新材料和装置;以及通过控制原理的使用增加对物理和生物学系统或许最重要的是那些在继续发展的个人,他们吸纳了系统观念而且在复杂的工程系统的建模、分计和测试上提供技术领导。

编者按:

这篇文章转载于IEEE Control Systems Magazine(2003 April),是由Richard M. Murray, Karl J.Stephen P. Boyd, Roger W. Brockett, and Gunter Stein等5位教授为主要执笔人的一个专门小面将对他们作一简要介绍)完成的,提出了控制科技在诸多方面的应用、发展和预测,很有参考

作者简介:

1、Richard M. Murray:于1985年获得加州理工学院电机工程专业的学士学位并分别于1988年年获得伯克利加利福尼亚大学的电机工程和计算机科学专业的博士学位。他目前是加州理工学院工程学教授和工程与应用科学部主席。他的研究兴趣包括应用于飞行器和机器人运动的机械系统性控制,流体的主动控制及在推进系统的应用,以及非线性动力系统理论。

2、Karl J. Astrom:毕业于瑞典斯德哥尔摩皇家理工学院。任职于IBM,1965年瑞典Lund大学控制教授。从2002年一月开始担任圣芭芭拉加州大学机械与环境工程系的兼职教授。在自动控制具有广泛的兴趣,包括随机控制、系统辨识、适应性控制、计算机控制,以及计算机辅助控制工3、Stephen P. Boyd:是韩国三星公司工程教授,斯坦福大学电子工程系信息系统实验室的主任1980年获得哈佛大学数学学士学位,并于1985年获得伯克利加州大学电子工程与计算机科学博他的研究方向包括计算机辅助控制系统设计和控制中凸规划应用,信号处理及电路。

4、Roger W. Brockett:是哈佛大学应用科学部电子工程与计算机科学的教授。他专注于控制理用的各个方面,包括计算和控制的混合系统。是国家工程院院士。

5、Gunter Stein:是美国明尼阿波利斯Honeywell公司的前合伙人及首席科学家。自从1969年Honeywell公司以来曾参与研发计划管理并在航天航空系统和控制技术方面作为一个独立的撰稿


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