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自动化所 高东杰

孔子及其学生，早在两千五百多年前，在其著作《论语》中说过这样一句话，“吾日三省吾身：为人谋而不忠乎？与朋友交而不信乎？传不习乎？”。
这是大家很熟悉的一句名言，意思是：我每天三次深刻反省自己，为别人办事是否尽心了？同朋友交往是否诚信了？先生传授的知识是否复习并践行了

可是，大多数读者不会想到这句话里，包含了控制理论中最核心的概念和关键技术——“反馈控制”。
你可能感到难以置信，控制理论可是现代科学技术啊！难道孔子及其学生在两千五百多年前，就知道其核心概念“反馈控制”并且会应用了？
确实如此，下面我慢慢告诉你，什么是反馈控制。
每天反省自己，那么怎么反省呢？首先检查自己的行为，自己在各方面做得怎么样。这个检查就是反馈控制中“检测或测量”的意思。
然后要和行为目标“忠、信、习”进行比较，找出自己实际行为和行为目标的差距，就是为人办事、与朋友交往、复习与应用学过的知识等方面，做得怎么样。这里的行为目标就是反馈控制中的“控制目标”。这里的差距，就是反馈控制中被控对象行为的实际测量值与控制目标的“偏差”。
找出自己的行为差距后，怎么办呢？当然是人自己去改正了！那么如何改呢？这就得看每个人自身的道德水平和人生观等方面到底如何，即人的素质水平的高低。这里人本身就是反馈中的控制器，人的素质水平的高低，就相当于控制器性能的高低。
控制器性能越好，控制系统的控制水平就越高，被控对象的行为就越接近规定的行为目标。对于人来说，就是要加强修养，提高道德水平，做一个高素质的人，这样他就会在一个更高水平的层次上规范和约束自己的行为，也就不会出现那么多腐败分子了。
好，现在可以说什么是反馈控制了。通过上面的说明，可以知道反馈控制包括这样几个部分：被控对象、目标、测量、比较、偏差、控制器。
实现对象的反馈控制要通过如下步骤：
1、首先确定控制对象及其环境；
2、确定控制要达到的目标；
3、测量控制对象的行为，
4、将控制对象的行为与目标进行比较，计算出偏差；
5、控制器根据偏差计算控制器输出量；
6、将输出量送给控制对象的操作端，通过对象的输入输出关系，去控制对象的行为，使其接近控制目标。这种使偏差变小的反馈叫负反馈，实际上大多数反馈控制都采用负反馈，所以一般称反馈控制就可以了。
为什么偏要反馈呢？
因为实际系统是复杂的，我们不可能精确地用数学表达式（一般叫数学模型）来描述实际被控对象，也就是说不可能建立实际对象的精确数学模型，必须根据对象的机理进行简化和抽象；有时候系统机理很难弄清楚，还必须依靠系统辨识等方法来来建立对象的等效数学模型。
因此，我们建立的对象模型必然存在不确定性，而且这种不确定性还随着实际对象动态的演变和环境的影响在不断变化，另外环境的变化也会干扰实际对象的行为变化。
这样实际对象的行为和我们希望达到的行为目标之间一定存在偏差，而反馈可以根据这个偏差的大小，实时地修正控制器，使对象动态行为的偏差逐渐减少，接近目标期望值。
正如控制论创始人维纳所说，“反馈普遍存在于动物和机器中，它实际上存在于一切有目的的行为中。”
因此，要想实现系统的自动控制，必须要采用反馈，没有反馈就没有自动控制，关键问题在于如何设计有效的反馈控制律，即控制器。
看来实现不用人干预的自动控制系统，确实是件不容易的事，特别是复杂系统的自动控制。
但是，这并不妨碍我们应用反馈控制的概念，正如孔子和他的学生们所做的那样。
不论是个人的修养和工作、还是对经济上和社会上等问题的理解认识，掌握反馈控制的概念都是非常有益的。
想要进一步深入了解反馈控制以及现代控制理论和技术的读者朋友们，可以进一步阅读一些自动控制方面的专业书籍。
自动控制也是一个非常有趣的专业。社会发展和科技进步都离不开自动控制。航空航天技术，自动化的生产和制造系统，通讯网络，家用电器等等，都不能没有自动控制技术。
欢迎青年学生朋友们选择自动控制专业，为国家发展、实现中国梦做出贡献。