導(dǎo)語(yǔ)
9月27日，由深圳工業(yè)總會(huì)創(chuàng)辦的第十二屆“五洲工業(yè)發(fā)展論壇”隆重舉行。本屆論壇以“人工智能浪潮下，制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展之路”為主題，圍繞“先進(jìn)制造、智能制造、人工智能、大模型、3D視覺(jué)”等主要議題，22位嘉賓進(jìn)行主旨、主題演講，并展開(kāi)巔峰對(duì)話。現(xiàn)在特別推出“五洲新語(yǔ)”專(zhuān)欄，分享業(yè)界大咖在論壇上的精彩觀點(diǎn)。
論壇上，中國(guó)科學(xué)院院士、深圳工業(yè)總會(huì)首席科學(xué)家、南方科技大學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與智能制造學(xué)院院長(zhǎng)段廣仁教授作了“構(gòu)建新的控制理論體系，推動(dòng)自動(dòng)化高水平長(zhǎng)期發(fā)展”的主旨演講，從現(xiàn)代控制理論現(xiàn)狀、全驅(qū)系統(tǒng)理論體系的誕生、全驅(qū)系統(tǒng)理論發(fā)展現(xiàn)狀等方面進(jìn)行了展開(kāi)。
現(xiàn)代控制工程界的繁榮不代表控制理論和技術(shù)正在蓬勃發(fā)展，因早期提出的一些理論方法還有很大的應(yīng)用空間，如：PID調(diào)節(jié)器、線性系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法等。
現(xiàn)代控制理論發(fā)展現(xiàn)狀如何，為什么要構(gòu)建新的控制理論？
德國(guó)人著作的《機(jī)器崛起—遺失的控制論歷史》書(shū)中提到，控制論的發(fā)展歷程中出現(xiàn)了許多次警告，這個(gè)新領(lǐng)域在科學(xué)界的流行度于1969年左右達(dá)到巔峰，指出20世紀(jì)80年代控制論已經(jīng)開(kāi)始失去去學(xué)術(shù)地位。
美國(guó)數(shù)學(xué)家，動(dòng)態(tài)規(guī)劃創(chuàng)始人Richard Bellman的學(xué)生綜述論文John Casti在一個(gè)論文中論述，提到目前所有的跡象都指向這樣的一個(gè)結(jié)果：尋找一個(gè)完全通用的非線性系統(tǒng)理論，有點(diǎn)類(lèi)似于尋找圣杯，是相對(duì)無(wú)害的活動(dòng)，充滿了許多愉快的意外和輕微的失望，而最終則是白費(fèi)力氣；
1995年加拿大工程院院士，國(guó)際著名控制學(xué)者Edward Davison提出非線性系統(tǒng)理論，幾乎所有的問(wèn)題都沒(méi)有解決；歐洲控制聯(lián)合會(huì)前主席、國(guó)際自動(dòng)控制聯(lián)合會(huì)前主席、非線性控制領(lǐng)域著名科學(xué)家Alberto Isidori在2017年9月的公開(kāi)報(bào)告中表示從1990中期開(kāi)始，關(guān)于多變量非線性系統(tǒng)反饋設(shè)計(jì)問(wèn)題的研究就幾乎出現(xiàn)了完全的停滯；
2010年出現(xiàn)了“控制死亡論”，澳大利亞科學(xué)院院士、瑞典皇家科學(xué)院外籍院士、國(guó)際控制理論界著名學(xué)者G.Goodwin公開(kāi)在國(guó)際會(huì)議的大會(huì)報(bào)告講演中提及并支持這一觀點(diǎn)；
哈佛大學(xué)終身教授、美國(guó)工程院院士、中國(guó)科學(xué)院和工程院外籍院士、控制理論著名專(zhuān)家何毓琦院士說(shuō)到控制已經(jīng)到了成熟階段，很難再有大的突破。
以上一系列的論據(jù)，充分說(shuō)明了控制理論陷入了困境，這就是我們要構(gòu)建新的體系的原因。
機(jī)械領(lǐng)域中的全驅(qū)系統(tǒng)，每個(gè)自由度都受有直接的驅(qū)動(dòng)作用，如機(jī)械臂的每個(gè)關(guān)節(jié)都有電機(jī)控制，剛體衛(wèi)星的每個(gè)旋轉(zhuǎn)都有反作用飛輪，具有很好的控制特性：不用化成狀態(tài)空間模型，可以直接設(shè)計(jì)控制律，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的全局指數(shù)鎮(zhèn)定。全驅(qū)系統(tǒng)如此之好，但太少，這個(gè)世界上還有很多的欠驅(qū)系統(tǒng)，如：柔性機(jī)械臂、撓性衛(wèi)星、剛體飛行器的控制系統(tǒng)等都是欠驅(qū)系統(tǒng)。
面對(duì)欠驅(qū)系統(tǒng)就用狀態(tài)空間法，經(jīng)過(guò)近幾年的研究，我們提出了控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的全驅(qū)系統(tǒng)方法。
針對(duì)全驅(qū)系統(tǒng)方法，在自動(dòng)化學(xué)報(bào)、國(guó)際系統(tǒng)科學(xué)雜志、《中國(guó)科學(xué)》等刊發(fā)了大量論文，奠定了全驅(qū)系統(tǒng)理論的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
全驅(qū)系統(tǒng)方法提出后得到了控制界的極大關(guān)注，許多團(tuán)隊(duì)也已經(jīng)取得豐碩成果。如南科大劉國(guó)平教授團(tuán)隊(duì)，已發(fā)表了15篇論文；清華大學(xué)、燕山大學(xué)、上海大學(xué)、哈爾濱等學(xué)校團(tuán)隊(duì)都做了充分的工作。國(guó)外的團(tuán)隊(duì)也加入研究行業(yè)，加拿大劉曉平團(tuán)隊(duì)發(fā)表了多篇論文，包括土耳其伊斯坦布爾大學(xué)等，一場(chǎng)全驅(qū)系統(tǒng)理論的研究熱潮已經(jīng)形成。
