控制在工业中的应用和意义

控制工程和蒸汽机一样占据了工业革命相当重要的部分。在保证产品质量的前提下通过从家庭手工业到大规模生产，获得产量的提升，为20世纪的经济成就和提高生活标准打下基础。如果在整体制造工艺中没有精密的控制，上面所说的二者都不会实现。

对于由很多相互作用的子系统组成的复杂系统，控制是必不可少的。例如大规模工程系统，只有依靠控制电力供应网或是水、气、油分配网络才能正常工作。在配电网中，供求关系是通过调整总输电线的频率（50Hz或60Hz）来匹配的。供电服务的质量需要电网中合适的电压调节来保证。因特网则从根本上依赖反馈控制节流用户端（计算机和手机）的数据包来保证它的稳定性和功能性，这样才不会超出通信线路的容量。实际上，所有的大规模制造业工厂，例如化工厂和食品加工厂，都依靠控制来保证始终如一的产品质量。如果众多机械部件加工没有严密的控制，一辆现代汽车就没有办法组装成功。如果电路系统中没有嵌入式控制来补偿制造工艺瑕疵的话，以纳米级精度制造的计算机芯片也是不能工作的。

控制和反馈用来克服干扰、自身固有变化以及加工过程中不确定性的影响。

在工程领域（和自然领域）控制存在以下优点：

●复杂性。在保证每一个子系统按规定运行的条件下，允许建立由一些交互子系统构成的更加复杂的系统。

●安全性。系统会有更少的损耗和维护。系统性能的监视可以给预防性维护提供依据。(www.xing528.com)

●高效性。控制系统，使其消耗更少的初级资源（能量、原料），产生更少的废品。自学习和自适应控制可以更好地调节系统性能达到效率最优。

●多功能。系统运行地更合理，通过反馈控制使不理想的性能受到抑制，或者非自然或是少有的行为也可以通过反馈控制成为可能。

●高品质。面对不可避免的不确定性和干扰，控制可以提供可重复的，更严格的产品输出。

控制所产生的这些好处都转化成经济利润和产量提升的形式，成为对控制和反馈投资的正确理由。对控制预想的投资回报期有多长呢？回报可以通过单位成本产生的额外收入来实现，或者降低成本来达成同样的收入。在过程工业中，控制通常用来降低运行成本，也可以满足更苛刻的运行要求，比如最小碳足迹或是最小环境影响，这些都可以通过减少原材料和能量的使用，提升过程产出或是减少废料和污染的排放来实现。控制和自动操作的合理性可以通过产量提升，降低运行成本来证明，不需要对工厂设备生产能力进行额外的投资。同样重要的是，控制和反馈的使用可以提高产品质量和产品一致性，这样就可以在市场中有更高的售价。控制的合理性也可以通过提升制造过程的灵活性，减少对操作过程和产品需求变化的响应时间来证明。

我们将从几个方面详细说明。