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主题：【原创】自动控制的故事（一）（完） -- 晨枫
家园 【原创】自动控制的故事（一）（完） 写完聚乙烯的故事，就有写自动控制的故事的念头，但一直没有动笔。这个题目太大了，大得都不知道从何说起。既然大家看聚乙烯的故事还有一点意思，四一在催，马鹿要“一”什么的，那就接着写自动控制的故事吧。反正是故事，别太当真，看着好玩就接着看，看着枯燥就拍桌子，看着有错就提个醒，看着糊涂的尽管问，看着不耐烦了呢，也言语一声，我好闭上嘴不再烦人。哈哈。
（一）
小时候喜欢看杂书，没什么东西看，不正在文化大革命嘛？不过看进去了两个“化”：机械化和自动化。打小就没有弄明白，这机械化和自动化到底有什么差别，机器不是自己就会动的吗？长大了，总算稍微明白了一点，这机械化是力气活，用机器代替人的体力劳动，但还是要人管着的，不然机器是不知道该干什么不该干什么的；这自动化嘛，就是代替人的重复脑力劳动，是用来管机器的。也就是说，自动化是管着机械化的，或者说学自动化的是管着学机械的……啊，不对，不对，哪是哪啊！
有人考证古代就有自动化的实例，但现代意义上的自动控制开始于瓦特的蒸汽机。据说纽考门比瓦特先发明蒸汽机，但是蒸汽机的转速控制问题没有解决，弄不好转速飞升，机器损坏不说，还可能说大事故。瓦特在蒸汽机的转轴上安了一个小棍，棍的一端和放汽阀连着，放气阀松开来就关闭，转速增加；按下去阀就打开，转速降低；棍的另一端是一个小重锤，棍中间某个地方通过支点和转轴连接。转轴转起来的时候，小棍由于离心力的缘故挥起来。转速太高了，小棍挥会挥得很高，放汽阀就被按下去打开，转速下降；转速太低了，小棍挥不起来，放汽阀就被松开来关闭，转速回升。这样，蒸汽机可以自动保持稳定的转速，即保证安全，又方便使用。也就是因为这个小小的转速调节器，瓦特的名字和工业革命连在一起，而纽考门的名字就要到历史书里去找了。
类似的例子在机械系统里很多，家居必备的抽水马桶是另一个例子。放水冲刷后，水箱里水位降低，浮子随水面下降，进水阀打开。随着水位的升高，进水阀逐渐关闭，直到水位达到规定高度，进水阀完全关闭，水箱的水正好准备下一次使用。这是一个非常简单但非常巧妙的水位控制系统，是一个经典的设计，但不容易用经典的控制理论来分析，不过这是题外话了。
这些机械系统设计巧妙，工作可靠，实在是巧夺天工。但是在实用中，如果每次都需要这样的创造性思维，那太累，最好有一个系统的方法，可以解决“所有”的自动控制问题，这就是控制理论的由来。
本帖一共被 9 帖 引用 (帖内工具实现)家园 【讨论】控制理论与应用群 看了晨枫的故事，感触很深，对与一个学控制的菜鸟来说，受益匪浅！ 特建了一个QQ群与大家交流！83062609
家园 动物有很牛的自动控制/纠偏能力 转一个网上疯传的视频：世界最稳定的系统——鸡头
[FLASH]http://www.youtube.com/v/_dPlkFPowCc[/FLASH]
家园 IBM用超级电脑模拟猫脑。 这对NN和AI的发展有什么样的影响？我是门外汉，不过对这个话题很感兴趣。
家园 鸡头进化出三向稳定仪有什么优势么？ 感觉不出有特别大的优势啊？
此外是不是鸟类都有这个功能？
家园 更可怕的是 如果能够自学习，自我总结定理，……
动物的大脑真是太奇怪了，为啥就会总结规律呢？
家园 长期不得其解的一个问题 比目鱼(flounder)的外表伪装变色能力，能够在海底与相应的环境混为一体
注意不仅仅是变色，而是可以变出非常接近的图案出来
外链图片需谨慎，可能会被源头改这个难度有二：
1. 获取这个图案
需要的是敌人的视角，也就是多半从上往下的一个视角，而比目鱼自己的眼睛是很难得到这样的一幅图像的。
2. 控制体表图案的尺寸
例如黑白的间隔要和环境一致。
家园 按照那个什么的说法 人啊，动物什么的都是上帝造地
和人造的机器当然不是一个档次的
家园 动物界的控制能力很多是现代控制还达不到的 最突出的在于自学习、自组织能力。蜂鸟的定位控制能力也很惊人。
家园 这也是近期NN（神经网络）理论大量被用于自控的原因 正好我的小硕就是搞的这方面。不需要off-line training的对包含未知非线性系统的模拟及控制。当时我们的控制对象就是有hysteresis（磁滞吧）的伺服电机，效果很不错的。比模糊理论，pid的都要好。
可惜我们现在对动物的神经单元怎样分工怎样相互联系怎样共同构成一个复杂的大脑还不清楚。只能说将来的控制系统会越来越神奇越来越智能。
家园 ……想当年我毕设的课题就是bp nn…… 家园 NN我觉得忽悠成分居多 想法是好的,只是人类对神经系统的本质还没研究清楚,我看现有的NN难有大的发展
家园 看你怎么说了 确实NN现在只能用作辅助的控制手段而不是主要的。原因也确实是大家对其机理的不了解。不过随着生物方面的进展，是有这么一天的。
NN现在还没能成为独立的控制手段不影响其作为辅助控制手段的成绩。我曾经用NN做了一个observer用以简化控制对象，效果很明显。现有的控制方法对控制单个对象效果已经很不错，但是如果要多系统协同，不仅控制机器，而且彼此还要相互共同协作，我们还差得很远，这方面NN有天然的优势。可以看看我在晨大的回帖里提到的那个项目。
可能自己做了几年，对NN还是有点信心的，路还很长，但这一定是一个全新的很优秀的控制思路。真到了那一天，机器也会有自己的社会，真的就是终结者了。毕业了很久，东西也丢了不少，权当成抛砖引玉了。
家园 能不能多说说 你们用NN控制滞环，控制律是怎么定的呢？也是NN？
我的理解NN基本上是对数据的参量化，控制系统神奇与否，还看有没有这神奇的数据，否则NN怎么变戏法呢？