控制理论与计算机的关系好比物理与数学的关系

【本文来自《现在一般企业都离不开计算机人才,但不同的企业有不同的要求》评论区,标题为小编添加】

需要纠正一个误解:控制不只是控制理论。

控制理论与计算机的关系好比物理与数学的关系,前者用到后者,同时用行的问题推动后者的发展。鄙视链说明的只是浅薄,不是渊博。

比如说,控制理论发源于微分方程稳定性理论,然后就发展成很大一个世界,用到很多数学工具,并发展出新的数学工具,然后发现更多的问题……这本来就是科学发展的正常循环。

至今控制有三路人马:应用数学、机电控制、过程控制。三路人马在控制理论上是统一的,但还是“共同而有分别”。到应用就分道扬镳了。具体就不扯远了。

然而,这基本上都是围绕连续系统的,碰上断续系统(比如控制回路里有几个IF……THEN)就抓瞎了。毛子当年的“变结构控制”包含断续元素,但只能用“有界”来分析。好处是只要在界内,不管怎么变的,通吃;坏处是即使在界内,系统行为也不便精确描述,只能有界描述。

但断续的问题越来越大,比如约束控制。在约束边界上,连续性条件就破坏了。

非线性控制更是海阔天空,根本不像线性控制一样,存在一个统一的框架。只要不是线性的,都是非线性的。线性只有一种,非线性就有无穷多种,自然难以纳入统一框架。

数学控制理论还有一个数学的“通病”:提出很多存在性、有解性、有界性,但对于具体的控制系统设计,缺乏规范的指导。简单系统没问题,但就是复杂系统需要理论指导啊。

控制的另一半是控制工程。在控制方面,理论与实践还真不是密切结合的。太多人想密切结合起来,但理论上给得了的工具工程上用不上,工程上需要的工具理论上给不了。这不是谁怪谁的问题,而是世界的复杂性和挑战的现实性的问题。

理论上解决不了,工程上还是得想办法结局。有的可以通过放大安全余量来硬抗,有的只有通过理论上匪夷所思的奇思妙想来解决。比如约束控制,直接扔一个约束最优化的数值方法上去,什么稳定性、有解性统统靠边。没有理论知道,就加一大堆调节参数,凭经验和实运摸索呗。

好处是问题还真的解决了,坏处是只有感性的模糊认识这问题是怎么解决的,缺乏理性的依据,下一次碰到“类似”的问题老办法还是继续管用,谁都说不清楚。所以新手对参数调试视若猛虎,因为心里一点没底,不知道跳出来的是老虎还是加菲猫。老手笃定很多,但依然是凭经验的自信,阴沟还是会翻船,同样因为林子大了,什么鸟都有,100次飞出金丝雀,101次就可能飞出老鹰。

工程永远是科学与艺术的结合。这里科学指理性、严谨的思考和方法。艺术不是诗和远方,而是跳出常规的创造性思维,像“战争艺术”、“管理艺术”那样的艺术。科学与艺术相结合的另一个说法就是严谨与跳跃思维相结合。任何工程师做不到这一点,两边缺一样,都不可能成为好的工程师。

在大学、研究所,控制理论得到深入的研究,但控制工程经常是缺门。不是他们不想重视,不在河边,怎么知道河水是怎么流的?

在工业界,控制工程得到深入广泛的实践,但控制理论经常敬而远之了。不是他们不想拥抱,而是在河里的漩涡中挣扎的时候,钓鱼台上的高瞻远瞩对他们缺乏吸引力。

扯得太远了。

自控与计算机谁是“老大”,谁是“老二”,看你是干什么的。如果你在过程工业,负责过程控制,建立在对过程的深入理解上的自控知识和技能为王,计算机知识和技能只是“干活的”;如果你在自控系统公司,比说公司是做DCS、PLC的,那解决了基本的架构问题后,计算机为王,因为那基本上就是专业化的计算机公司了,只是产品恰好面向自控。

学计算机的人能干自控吗?学自控的人能干计算机吗?都能。学校只是起点。能做到中级甚至高级岗位的话,70%以上的知识和技能只可能来自于毕业后的实践。如果一个人一辈子都主要“吃”学校里学到的老本,注定超不过中级岗位,能长久保住初级就不错了。

同样的道理,学电子工程的人不会做网页,这有什么?只要需要,找本书,找几段视频,不就会了?是什么科班出身并不重要。基础很重要,但基础也是能补的,尤其是工作中对症下药地补。学习首要的是懂得继续学习的方法。这对本科和研究生都是一样的。博士最大的本事不是“知道一切”,而是知道怎么学习和攻入全新的领域。要是博士研究生在充满已知的领域里折腾,那是在瞎混了。博导这么干,更是误人子弟。

最重要的本事不是知道什么事该怎么干,而是知道怎么学习和去干全新的事。当然,不是什么全新的事都值得去学习,值得去干。有时候是自己来兴趣了,有时候是工作需要,有时候是行业转型被迫。但要会学习,这一点是不变的。

发表于加拿大
2022-11-19
教育

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