IEEE控制系统协会作为一个科学与工程的专业组织成立于1954年，它致力于促进工程中系统与控制的理论与实践的发展。今天，协会在世界范围内拥有超过10000名会员。成为会员的工程师和理论专家可以享有很多权益。协会会员能够收到三个期刊：控制系统杂志 (Control Systems Magazine) , 自动控制学报 (Transactions on Automatic Control) 和控制系统技术学报 (Transactions on Control Systems Technology) 。控制系统杂志刊载当前应用方面的文章，实际上，这些文章中的许多实例都是首次在该杂志刊登。此外，杂志还发布关于计算机辅助设计工具、会议及书评的信息。学报则侧重于刊载关于应用和理论发展方面的专业性较强的学术论文。控制系统协会会员，尤其是学生会员享有诸如会议注册费优惠、购买IEEE出版物折扣等诸多权益。

控制及其应用
当需要让一些量值诸如温度、高度或速度等按照某种期望的方式随时间变化时，就要使用控制方法。例如，使用控制方法使我们房间的温度无论在冬天或夏天都保持在一个可接受的范围；使飞机保持所要求的航向、速度和高度；使汽车排放达标等。

用于调节家用电炉工作的自动调温器就是控制加热系统的一个实例，它使得温度可以维持在指定的范围；保持飞机速度、高度和航向的自动驾驶仪是一个更为复杂的自动控制系统的实例；保持汽车匀速而不受路面坡度影响的巡航控制是又一个控制系统的例子。控制方法在生物医学中的应用，使得有可能运用电神经信号控制假肢，和在植入人造关节时使用精密机器人在骨头上打孔，从而可能取得比以前更好的效果。

控制无处不在
控制是一个通用的概念，因为总有一些变量和数量需要让它按照某种期望的方式随时间而变化。

除了工程系统以外，生物系统中的变量，如人体的血糖和血压受某些过程的影响，而这些过程都可以通过自动控制方法进行研究。同样，经济系统中的变量，如受政府财政政策影响的失业和通货膨胀，亦可利用控制方法来研究。

我们今天的技术需求极具挑战性，控制问题复杂多变。这些问题从飞机和水下车辆到汽车和空间望远镜，从化学过程和环境到制造业、机器人和通讯网络，涉及范围很广。

控制实践
大部分工程设计需要用到自动控制。通常，控制操作是在嵌入式微处理器中实现的，微处理器观测从传感器来的信号，并为电机执行机构提供控制信号。控制的应用范围相当广，从洗衣机到高性能喷气发动机。设计师通常使用计算机辅助设计 (CAD) 软件，这些软件包含了理论设计算法，设计者可以在不同的性能指标方面，如反应速度、操作效率和对系统模型中不确定性的敏感性等进行折中比较。所提出的控制设计方案，特别是对那些复杂和花费高昂的系统所进行的控制设计，通常都利用基于计算机的仿真进行测试。

控制工程专家紧跟最新的理论发展。大部分控制系统都是由对相关应用领域有着全面了解并具有实际头脑的工程师完成的，如汽车发动机、工厂自动化、机器人、供暖系统、通风系统和空调系统等。

方法论
理解控制的第一步是认识到我们日常生活中天天都在使用控制，例如，我们走路、举起水杯或开车时就离不开控制。通过仔细地观察速度表，并适当地踩油门，可以相当准确地保持汽车的速度。要达到更高的精度，可能就要预估影响速度的路面坡度，这是司机实际控制速度的方法。如果速度是由机器而不是司机控制，那么就会涉及到自动速度控制系统了，通常称其为巡航控制系统。汽车巡航控制系统通过适当的控制律使汽车速度保持在容许的误差范围内。控制律是基于实际速度和期望速度之间的差别 (称为误差) 和汽车对燃油变化的响应特性的了解而形成的，汽车对燃油变化的响应特性可以通过数学模型刻画。实际的速度信息通过传感器反馈给控制器，并且通过一个叫做执行器的装置给发动机增加或减少燃油达到实现控制的目的。

基础与方法
控制系统领域的核心是研究动态系统。在动态系统的控制中，希望能实时形成和实现控制策略。反馈被广泛地用来对付系统及其环境的不确定性。

反馈是一个关键概念。系统变量的实际值被量测、反馈，并用于控制系统。因此控制律的形成不仅基于对对象系统模型推导出来的对象行为的预测 (如开环控制的情形) ，也基于实际系统行为的信息 (闭环反馈控制) 。

控制系统理论基于坚实的数学基础。被控系统变量的行为通常由时域上的微分或差分方程描述，或者通过拉普拉斯变换、Z变换或傅里叶变换在复数域或频域上表示。目前已有一些很成熟的方法来研究动态系统的稳定性和最优性。偏微分方程、拓扑、微分几何和抽象代数等这样一些数学理论有时会用来研究特别复杂的现象。

控制系统理论研究也有益于其它领域，例如信号处理、通信、生物医学工程和经济学。

控制中的挑战
社会不断增长的技术需求迫切要求有新的、更精确、更便宜和更有效的控制来解决现有的或新的问题。典型的例子有客机和汽车的控制需求。同时，被控系统通常会更复杂，而可能获取的有关其动态行为的信息则更少，例如大柔性空间结构就是这样的例子。为了迎接这些挑战，在控制技术的研发中，除了进一步发展和精炼现有的方法，还需要新的思想和交叉学科的方法。

新兴控制领域
低成本高性能计算机的不断发展和计算机科学与工程的进步正在影响着控制学科的发展。例如，规划和专家系统的决策生成过程具有与传统控制系统类似的地方，于是自然地导致了交叉学科的研究和智能控制方法的发展。在诸如运筹学等学科中进行的研究对于更好地理解和控制制造过程具有重要意义，于是出现了用跨学科的方法研究无法用传统微分方程或差分方程描述的离散事件系统 (DES) 的控制问题，以及具有序列控制和连续动态的混杂系统的控制问题。

未来的控制目标
未来的控制会是什么样的？未来的控制系统将具有高度的自主性，能够在大的不确定性和故障情况下实现和维持高性能水平。我们正转向自主的水下、陆上、空中和太空交通工具、高度自动化的制造业、智能机器人、具有高效和容错能力的声音和数据网络、可靠的发电和传输系统、有效的抗震系统，以及更为环保的高效燃油控制等。

控制系统是决策系统，其决策基于对由受控系统模型导出的未来行为的预测和从传感器得到的实际行为 (用作反馈的) 的观测数据。控制决策通过执行器实现。传感器和执行器技术的发展及低成本计算元件的开发都将对控制技术产生重大影响。

将控制融入你的未来
当今世界面临需要解决日益复杂的控制问题，控制界挑战与机遇并存。直接的需求包括更环保的排放控制、工厂自动化、无人操作的空间和水下探索、通讯网络的控制。控制面临的挑战在于从事控制研究需要很强的工程和数学基础，需要广泛使用计算机软件和硬件，需要具有以多学科方式提出问题和解决问题的能力，这些学科从航空学到电气、化学及化学工程、生物学和经济学等。

我们为身在控制界而自豪。请加入我们吧，让我们携手面对未来的挑战。

控制简史

自动控制系统最早出现在两千多年前。有记载的第一个反馈控制装置是公元前 3 世纪埃及亚历山大大帝时代的 Ktesibios 水钟。它通过调节容器中的水位即通过容器的水流量来记录时间。这毫无疑问是个非常成功的装置，因为类似设计原理的水钟在公元1258 年被蒙古人占领的巴格达市还在建造。几个世纪以来，人们一直在使用各种自动装置来做一些有用的工作，当然有的仅仅是为了娱乐。后者包括在 17 和 18 世纪欧洲非常流行的一些自动机，它能不断重复同样的舞蹈动作；这些自动机是开环控制的例子。在反馈或“闭环”自动控制装置中，具有里程碑意义的有 1620 年前后 Drebbel 发明的炉温调节器，以及 1788 年 James Watt 发明的用于调节蒸汽机速度的离心飞球调速器。

J. C. Maxwell (Maxwell电磁场方程的创建者) 在他 1868 年发表的“论调速器 (On Govenors)”一文中使用微分方程解释了飞球调速器中出现的不稳定性。这证明了数学模型和方法在理解复杂现象中的重要性，也标志着数学控制与系统理论的开始。虽然控制理论的一些初始研究工作出现得更早，但是都没有 Maxwell 的分析那样引人注目和令人信服。

控制理论在接下来的 100 年中取得了巨大的进展。新的数学方法使得有可能去更精确地控制比原先的飞球调速器更复杂的动态系统。这些方法包括 20 世纪 50、60 年代发展起来的最优控制，接着在 70、80 年代取得重大进展的随机、鲁棒、自适应和最优控制方法。控制技术的应用使得太空旅行和通信卫星、更安全更高效的飞行器、更环保的汽车发动机，以及更环保更高效的化学过程等都成为可能。