控制系统计算机辅助设计发展概况

Question

如题所述

Answer 1

CACS的发展历程可以大致划分为三个阶段。在60年代至70年代初期，第一阶段主要依赖于由一到几个控制系统的计算程序构成的CACS软件包，这些软件主要基于线性二次型最优控制理论，通过求解黎卡提矩阵代数方程，以及利用经典控制理论的频域法和根轨迹法设计单变量系统。仿真语言的兴起对这一阶段的CACS起到了关键推动作用。

进入70年代，第二阶段的到来伴随着多变量频域法的兴起，特别是英国罗森布罗克学派的贡献，这推动了CACS的多元化发展，出现了针对多变量系统设计的全面软件包。这一阶段，微型计算机、图形终端、精密绘图仪等技术的应用，极大地增强了人机交互，进一步促进了CACS的发展。这一时期的研究重点开始从软件包的复杂功能转向建立更完善的控制系统环境，包括线性和非线性系统设计工具，辨识与仿真工具，最优化程序等。

1984年，J.H.泰勒和D.K.弗雷德里克提出了计算机辅助控制工程(CACE)的新理念，CACS的任务范围进一步扩大，涵盖了模型建立、设计过程的各个环节，从问题定义到最终设计的实现。80年代中期，专家系统的概念引入CACS，如1985年的LQG软件包，开始引入人工智能支持。当前的研究焦点包括多变量自适应控制的实时专家系统、系统化设计的专家系统，以及控制器物理实现的指导系统。

中国在1984年开始研发CACS软件，1986年通过国家鉴定，属于第二代软件包，采用了模块化和层次结构，包括18个功能子包，涵盖了系统辨识、时间序列建模等多个关键领域，如LQG控制、多变量设计方法和状态空间分析等。