而是由几台计算机和一些智能仪表和智能部件构成一个了控制系统。于是分散控
制成了最主要的特征。除外另一个重要的发展是它们之间的信号传递也不仅仅依
赖于

4－20mA 的模拟信号，而逐渐地以数字信号来取代模拟信号。

　　第五代过程控制体系（

FCS，Fieldbus Control System 现场总线控制系

统）：

FCS 是从 DCS 发展而来，就象 DCS 从 CCS 发展过来一样，有了质的飞

跃。

“分散控制”发展到“现场控制”；数据的传输采用“总线”方式。但是 FCS 与

DCS 的真正的区别在于 FCS 有更广阔的发展空间。由于传统的 DCS 的技术水
平虽然在不断提高，但通信网络最低端只达到现场控制站一级，现场控制站与
现场检测仪表、执行器之间的联系仍采用一对一传输的

4-20mA 模拟信号，成

本高，效率低，维护困难，无法发挥现场仪表智能化的潜力，实现对现场设备
工作状态的全面监控和深层次管理。所谓现场总线就是连接智能测量与控制设备
的全数字式、双向传输、具有多节点分支结构的通信链路。简单地说传统的控制是
一条回路，而

FCS 技术是各个模块如控制器、执行器、检测器等挂在一条总线上

来实现通信，当然传输的也就是数字信号。主要的总线有

Profibus，LonWorks

等。

    现 代 控 制 理 论 的 发 展 ： 经 典 控 制 理 论 虽 然 具 有 很 大 的 实 用 价 值 ， 但 也
有 着 明 显 的 局 限 性 。其 局 限 性 表 现 在 下 面 二 个 方 面 ： 第 一 ， 经 典 控 制 理
论 建 立 在 传 递 函 数 和 频 率 特 性 的 基 础 上 ， 而 传 递 函 数 和 频 率 特 性 均 属
于 系 统 的 外 部 描 述

( 只 描 述 输 入 量 和 输 出 量 之 间 的 关 系 ) ， 不 能 充 分 反

映 系 统 内 部 的 状 态 ； 第 二 ， 无 论 是 根 轨 迹 法 还 是 频 率 法 ， 本 质 上 是 频
域 法

( 或 称 复 域 法 ) ， 都 要 通 过 积 分 变 换 ( 包 括 拉 普 拉 斯 变 换 、傅 立 叶 变 换

Z 变 换 ) ， 因 此 原 则 上 只 适 宜 于 解 决 “ 单 输 入 — 单 输 出 ” 线 性 定 常 系 统 的
问 题 ， 对

“ 多 输 入 — 多 输 出 ” 系 统 不 宜 用 经 典 控 制 理 论 解 决 ， 特 别 是 对

非 线 性 、时 变 系 统 更 是 无 能 为 力 。现 代 控 制 理 论 本 质 上 是 一 种

“ 时 域 法 ” 。

它 引 入 了

“ 状 态 ” 的 概 念 ， 用 “ 状 态 变 量 ” ( 系 统 内 部 变 量 ) 及 “ 状 态 方 程 ”

描 述 系 统 ， 因 而 更 能 反 映 出 系 统 的 内 在 本 质 与 特 性 。从 数 学 的 观 点 看 ，
现 代 控 制 理 论 中 的 状 态 变 量 法 ， 简 单 地 说 就 是 将 描 述 系 统 运 动 的 高 阶
微 分 方 程 ， 改 写 成 一 阶 联 立 微 分 方 程 组 的 形 式 ， 或 者 将 系 统 的 运 动 直
接 用 一 阶 微 分 方 程 组 表 示 。这 个 一 阶 微 分 方 程 组 就 叫 做 状 态 方 程 。采 用
状 态 方 程 后 ， 最 主 要 的 优 点 是 系 统 的 运 动 方 程 采 用 向 量 、矩 阵 形 式 表 示
因 此 形 式 简 单 、概 念 清 晰 、运 算 方 便 ， 尤 其 是 对 于 多 变 量 、时 变 系 统 更 是
明 显 。现 代 控 制 理 论 从 理 论 上 解 决 了 系 统 的 可 控 性 、可 观 测 性 、稳 定 性 以
及 许 多 复 杂 系 统 的 控 制 问 题 。但 是 ， 随 着 现 代 科 学 技 术 的 迅 速 发 展 ， 生
产 系 统 的 规 模 越 来 越 大 ， 形 成 了 复 杂 的 大 系 统 ， 导 致 了 控 制 对 象 、控 制
器 以 及 控 制 任 务 和 目 的 的 日 益 复 杂 化 ， 从 而 导 致 现 代 控 制 理 论 的 成 果
很 少 在 实 际 中 得 到 应 用 。
    智 能 控 制 理 论 的 发 展 ： 智 能 控 制 是 指 驱 动 智 能 机 器 自 主 地 实 现 其 目 标
的 过 程 ， 也 就 是 说 ， 智 能 控 制 是 一 类 无 需 人 的 直 接 干 预 就 能 独 立 地 驱
动 智 能 机 器 实 现 其 目 标 的 自 动 控 制 。智 能 控 制 的 基 础 是 人 工 智 能 、控 制
论 、运 筹 学 和 信 息 论 等 学 科 的 交 叉 。智 能 控 制 理 论 及 系 统 具 有 下 面 几 个
鲜 明 的 特 点 ： 第 一 ， 在 分 析 和 设 计 智 能 控 制 系 统 时 ， 重 点 不 要 放 在 传
统 控 制 器 的 分 析 和 设 计 上 ， 而 要 放 在 智 能 机 模 型 上 ， 也 就 是 说 ， 不 要
把 重 点 放 在 对 数 学 公 式 的 描 述 、 计 算 和 处 理 上

( 实 际 上 ， 一 些 复 杂 大 系