1.最優控制理論。
這是現代控制論的核心。在現代社會發展、科學技術日益進步的情況下，各種控制系統的複雜化與大型化已越來越明顯。不僅系統技術、工具和手段更加科學化、現代化，而且各類控制系統的應用技術要求也越來越高。這就促使控制論進人多輸入和多輸出系統控制的現代化階段，由此而產生了最優控制理論。這一理論是通過數學方法，科學、有效地解決大系統的設計和控制問題，強調採用動態的控制方式和方法，以滿足各種多輸入和多輸出系統的控制要求，實現系統最優化。最優控制理論主要是在工程控制系統、社會控制系統等領域得到廣泛的應用和發展。
著重於研究使控制系統的效能指標實現最優化的基本條件和綜合方法。
為了解決最優控制問題，必須建立描述受控運動過程的運動方程，給出控制變數的允許取值範圍，指定運動過程的初始狀態和目標狀態，並且規定乙個評價運動過程品質優劣的效能指標。通常，效能指標的好壞取決於所選擇的控制函式和相應的運動狀態。系統的運動狀態受到運動方程的約束，而控制函式只能在允許的範圍內選取。
因此，從數學上看，確定最優控制問題可以表述為：在運動方程和允許控制範圍的約束下，對以控制函式和運動狀態為變數的效能指標函式（稱為泛函）求取極值（極大值或極小值）。解決最優控制問題的主要方法有古典變分法、極大值原理和動態規劃。
古典變分法
研究對泛函求極值的一種數學方法。古典變分法只能用在控制變數的取值範圍不受限制的情況。在許多實際控制問題中，控制函式的取值常常受到封閉性的邊界限制，如方向舵只能在兩個極限值範圍內轉動，電動機的力矩只能在正負的最大值範圍內產生等。因此，古典變分法對於解決許多重要的實際最優控制問題，是無能為力的。
極大值原理
極大值原理，是分析力學中哈密頓方法的推廣。極大值原理的突出優點是可用於控制變數受限制的情況，能給出問題中最優控制所必須滿足的條件。
動態規劃
動態規劃是數學規劃的一種，同樣可用於控制變數受限制的情況，是一種很適合於在計算機上進行計算的比較有效的方法。
最優控制理論已被應用於最省燃料控制系統、最小能耗控制系統、線性調節器等。
2.自適應、自學習和自組織系統理論。
自適應控制系統是一種前饋控制的系統，所謂前饋控制，是指環境條件還沒有影響到控制物件之前，就進行**而去控制的一種方式。自適應控制系統能按照外界條件的變化，自動調整其自身的結構或行為引數，以保持系統原有的功能，如自尋最優點的極值控制系統、條件反饋性的簡單波動白適應系統等。隨著資訊科學和現代計算技術的發展，自適應系統理論得到進一步完善和深化，並逐步形成一種專門的工程控制理論。自學習系統就是系統具有能夠按照自己執行過程中的經驗來改進控制演算法的能力，它是自適應系統的乙個延伸和發展。自學習系統理論也是用於工程控制的理論，它有「定式」和「非定式」兩個方面，前者是根據已有的答案對機器工作狀態作出判斷，由此來改進機器的控制，使之不斷趨近於理想的演算法，後者是通過各種試探、統計決策和模式識別等工作，來對機器進行控制，使之趨近於理想的演算法。自組織系統就是能根據環境變化和執行經驗來改變自身結構和行為引數的系統。自組織系統理論的主要目標是通過**、模擬人的神經網路或感覺器官的功能，探索實現人工智慧的途徑。對自組織系統理論的研究在20世紀60年代就已經成為控制論的重要領域。從控制論觀點講，系統不僅能被組織，而且又是能夠自組織的。對自組織系統的新模型的探索和研究，將給組織系統的控制，人工組織系統、組織與有機體系統的控制，帶來很大的影響和變革。
3．模糊理論。
這是在模糊數學的基礎上形成的一種新型的數理理論。它主要是用來解決一些不確定型的問題。模糊數學包括模糊代數、模糊群體、模糊拓撲等。我們知道，在現實社會中，存在著大量不夠明確的資訊和含糊的概念，人們只能根據經驗對事物進行估計、推理和判斷。因此，在乙個複雜系統中，往往就有一些不確定型的問題需要處理。對此，僅用一般的數學模型和計算機是難以完成的，這就必須根據模糊數學來求得解決問題的結論。
4．大系統理論。
這是現代控制論最近發展的乙個新的重要領域。它以規模龐大、結構複雜、目標多樣、功能綜合、因素繁多的各種工程或非工程的大系統自動化問題作為研究物件，其研究和應用涉及到工程技術、社會經濟、生物生態等許多領域，如城市交通系統、社會系統、生態環境保護系統、消費分配系統、大規模資訊自動檢索系統等。尤其在生產管理系統方面，如在生產過程綜合自動化管理控制系統、區域電網自動調節系統、綜合自動化鋼鐵聯合企業系統等方面應用性更強。大系統理論所要研究的問題，主要是大系統的最優化。
遞階控制理論
分散控制理論 大系統理論的乙個重要的組成部分是分散控制理論。分散控制系統有多個控制站，每個控制站是控制系統的乙個部分，稱為子系統。因此分散控制是把大系統劃分為若干個子系統後分別進行控制。分散控制和集中控制的主要區別是資訊結構不同。這就是說，在分散控制系統中每個控制器並不能象集中控制那樣獲得和利用系統的全部資訊，它只能獲得和利用系統的部分資訊。這種資訊結構稱為非經典資訊結構。對於非經典資訊結構即使分散控制是簡單的線性二次型高斯問題(lqg),其最優控制律一般也不是線性的，除非資訊結構是某種特殊的型別，例如一步時延共享的。
分散的概念也可用於鎮定和極點配置方面。這就是對每個控制站引入動態補償器，使閉環系統具有所要求的動態特性。這個問題已經過詳細的研究,其結論是,在分散動態補償下使整個閉環系統漸近穩定的充分必要條件是，系統的固定模全部都在開左半復平面內。還有人研究了分散魯棒控制器的問題（見魯棒性）。
在集中控制理論中如果分離定理成立，則最優隨機控制問題可分為兩步求解。首先對系統的狀態進行最優估計，然後根據估計的狀態求解一確定的最優控制問題。已有人論證了在離散的分散隨機控制中分離定理存在的充分條件。對於在高斯干擾作用下的分散線性系統的最優狀態估計已提出了好幾種演算法，其中較好的一種演算法的理論基礎是隨機變數空間的正交投影定理。這種演算法比整體卡爾曼濾波器演算法更能節省計算機的儲存容量和計算時間。
控制論之父
ai時代已經到來，未來幾十年ai會越來越普遍，作為技術人員如果想不被浪潮淹沒最好掌握這種基礎技能，對ai有興趣想入門的同學可以看看下面的課程 控制論是一門研究機器 生命社會中控制和通訊的一般規律的科學，是研究動態系統在變的環境條件下如何保持平衡狀態或穩定狀態的科學。如今的控制論早已不侷限於工程自動化...
控制論和科學
對於絕大多數控制過程，並不是把食物的可能性空間精確的縮小到一定的範圍就達到控制的目的 精度就是控制能力的一種表示方法。控制就是把可能性空間縮小。隨機控制 當對於某乙個領域的研究剛開始，還不能用其他方法來控制物件時，隨機控制 往往成為人們唯一可以採用的方法。隨機控制 特點 可能性空間很大，如果選手速度...
01 現代控制論
經典控制論主要是面向siso 單輸入單輸出 的控制理論，而現代控制論則主要是面向於mimo 多輸入多輸出 的控制理論。現代控制理論建立在基於矩陣的狀態方程和觀測方程之上，它引入了系統自身狀態，認為外界的因素對系統的作用通常是改變了系統自身狀態，其自身狀態的改變才導致可觀測的狀態發生了改變。研究分支主...