
【計】 mathematics of control
control; dominate; desist; grasp; hold; manage; master; predominate; rein
rule
【計】 C; control; controls; dominance; gated; gating; governing
【醫】 control; dirigation; encraty
【經】 check; command; control; controlling; cost control; dominantion
monitoring; regulate; rig
math; mathematics
【機】 mathematics
控制數學是應用數學與工程學交叉領域的重要分支,主要研究動态系統的建模、分析與優化方法,其英文對應術語為"Control Mathematics"或"Mathematical Control Theory"。根據《中國大百科全書》第三版網絡版的定義,該學科通過微分方程、概率論和優化理論等數學工具,建立系統行為的數學模型,并設計控制策略使系統達到預定目标。
核心理論包含三個維度:
在工程實踐中,該學科支撐着從航空航天器姿态控制到智能電網優化等多個關鍵領域。北京航空航天大學2023年發布的研究報告顯示,基于李雅普諾夫穩定性理論的新型控制算法,成功将衛星定位精度提升至毫米級。
該學科的發展密切關聯着數學基礎理論的突破。中國科學院數學與系統科學研究院近年研究表明,深度強化學習與控制理論的結合,正在推動自適應控制系統設計方法的革新。
“控制數學”這一表述可能包含兩層含義:一是“控制”作為動詞與數學學科的結合,二是“數學控制論”這一具體領域的指代。以下從不同角度進行解釋:
“控制”的核心含義
根據權威詞典定義(、、),控制指通過限制或調節使對象按特定目标運行,常見于管理、工程等領域。例如:通過算法控制機器人運動軌迹。
數學在控制中的作用
數學為控制系統提供建模與分析工具。如微分方程描述動态系統(),線性代數用于狀态空間分析()。
這是應用數學的分支,核心内容包括:
系統建模
用微分方程、傳遞函數等描述受控對象特性,例如:
$$frac{dx}{dt} = Ax + Bu$$
其中$x$為狀态變量,$u$為控制輸入()。
穩定性分析
通過李雅普諾夫函數、頻域判據等方法判斷系統是否收斂()。
優化控制
設計控制器使系統性能指标最優,如最小能耗、最短時間等()。
“控制數”在部分語境中指人員編制限制(),與數學無直接關聯,需注意區分。
如需深入了解數學控制論的具體方法,可參考控制理論教材或專業論文。
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