2.9 系统与控制

控制也是一个在日常生活中经常使用的名词，一般理解为人们有目的地作用于某一对象或者过程，使它们按预期的方向变化的活动。例如驾驭马车、操纵船舶、操作机器等。20世纪40年代，控制论这门学科产生以后，就使控制的概念有了很大的扩展。经过控制论等有关学科的研究，人们认识到，在工程技术系统、生命系统以及人类社会系统中，都存在着在本质上相同的控制过程。所谓控制，就是在获取、加工和利用信息的基础上，控制主体对被控制的客体进行合乎目的之动作。下面将进一步展开这一提法。

（1）控制是控制主体对被控制的客体的一种作用。控制主体是实施控制的一方，被控制客体是接受控制、受控制主体支配的一方，二者相结合，形成控制系统。在工程技术系统中，控制主体可以是人，也可以是自动控制装置或计算机，被控制的客体是生产过程或加工装置。在管理系统中，控制主体是上级领导，被控制客体是下属基层组织和人员。

（2）控制具有明确的目的性。对某一系统进行控制，就是要使它在变化的环境中实现某种既定目标，使它的行为表现出目的性。如果系统已达到所需状态，则力图保持这种状态；如果不是处在所需状态，则要引导系统从现在的状态转变到所需状态；如果被控制的客体面临多种可能的状态，控制作用应该使系统选择某一特定状态或状态序列，以实现既定目标。对于复杂的系统来说，随着环境的变化和系统本身的发展，系统的目的、目标也随着改变，高级的控制系统应该具备这种改变功能。

（3）控制过程是获取、加工和利用信息的过程。为了使被控客体能按所需要求工作，先要获取有关它的信息，再和预定的变化要求相比较，并结合外界环境的信息，形成动作指令信息。所以整个控制过程是获取、加工和利用信息的一系列信息处理过程。

按照控制的上述定义，我们可以说管理也是控制，和对机器的控制一样，都是有目的之干预。

控制的主要方式有两种（如图2-2所示）。一种叫反馈控制，如图2-2（a）所示，它是把被控对象O的实际情况返送回来，与目标值相比，有了偏差后通过控制装置C去进行控制，这种反馈是负反馈，即实际值与目标值是相比较求出差异来的。可以说，反馈控制是利用误差信息去消除或减少误差。正如控制论的创始人维纳所指出的，反馈是自然界和一切生物系统中普遍存在的属性。在工程技术系统中，这类又称为自动调节的反馈控制使用得很广。例如在飞机自动驾驶仪系统中，控制器使飞机保持预定的航向，发现偏离航向时就自动加以矫正。又如轧钢机控制系统中，利用检测装置测取轧出钢板厚度，如果与预定值有偏差，就改变轧辊位置进行校正。在生产管理中也有这种控制。例如发现产品质量偏离原定指标，就应该寻找造成偏离的原因加以纠正，使质量恢复到原来水平。

另一种控制方式如图2-2（b）所示。外界影响会使控制对象O的状态偏离预期值，控制装置根据它所接收的外界影响信息，进行推算，看加上多大控制作用，就能补偿外界作用对O的影响而使它的状态尽可能达到或接近预期值。例如一个锅炉的汽温控制系统，当锅炉负荷增加时，把负荷增加信息送到控制器C，去推算需要增加多少燃料，才能在负荷增加后仍保持原来汽温。这种控制叫做前馈控制或预测控制，它不像反馈控制那样需要等汽温下降产生偏差后才产生控制动作。再如一个企业，当预料到明年产品数量有所增加时，就应及早增加原料储备。

两种控制各有优缺点：反馈控制不论什么原因产生偏差都能进行纠正，这是优点；但需要在偏差形成后才能产生纠偏动作，不够及时，这是缺点。前馈控制动作及时，这是优点；但只能根据测量到的信息进行测算，无法应付各式各样的扰动，这是它的缺点。如果把二者结合起来形成复合控制就完善了。

除了上述两种基本控制方式外，还有一些较高级的控制方式。例如自适应控制，就是从生物的“适应”特性得到启发、建立起来的一种能自动适应外部环境或条件、参数的系统。这种系统能自动识别外环境或系统本身参数的变化，按照一定策略，改变系统的参数或信号，以适应变化，使系统在环境变化时保持满意的性能。又如自组织系统能够自动改变自己的结构使系统从无序变到有序，自学习系统能够运用过去学习到的经验，以最优方式动作，等等。

任何一个有目的系统必然有控制，所以系统与控制是分不开的。系统与信息关系密切，而信息与控制也有密切关联，因此，系统、信息、控制三者之间有着千丝万缕的联系，无怪乎带有方法论特点的系统论、信息论、控制论经常被人相提并论，而且三者内容有很多交叉。目前希望在三类学科之间划清界限也不可能，而且这也并不妨碍三者的相互促进发展。更重要的是，人们怎样能充分利用三方面的基本思想，独具慧眼地对那些难以辨认出来的系统把它们识别出来，用系统分析方法加以处理，能从众多纷繁的信息中选取有用的信息加以利用，并能有效地利用各种控制手段达到既定的目的。