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隨筆雜文

當選會士感言

 

        感謝自動控制學會的肯定,很榮幸當選本年度會士。回想起自從求學階段、畢業任教,直到現在,一直浸淫在控制領域的學習、教學、與研究。這條路走過來,如果說還有一點成果的話,最要感謝很多前輩先進的啟發,以及許多我所指導學生的勤奮投入。隨著漫長的歲月所累積的經驗,讓我對於自動控制逐漸有些深入的領悟! 人們常說,追逐學問會經歷三個階段,從見山是山,到見山不是山,直到最後又回歸見山是山。 就按著這樣的階段,讓我談談對自動控制的認知。

 

       當初始的時候,自動控制是個很樸素的概念,無非是在設定的時間、或是在某個設定的狀況下,無須手動操作,系統自動讓馬達或是開關啟動或是關閉,對於外在狀況的改變給出適當的回應。

 

        開始學習學控制工程後,才發現其內容博大精深;光是負回授的迴圈架構,就可訴說許多精彩絕倫的理論成果。無論分析系統或設計控制器,時而頻域,時而時域,更有聯繫兩者之間的理論作為一切推論的基礎,定義與定理花團錦簇,好不熱鬧!當熟稔各式各樣的控制器設計方法之後,免不了一時豪氣干雲地說:只要知道受控系統的動態方程數學模式,接下來如何達成控制器設計,自然是水到渠成!彷彿控制的一切法則,盡在掌握之中!此時看待自動控制的角度,早已非那種樸素的自動控制概念,只覺得這座大廈幾乎就是諸如由穩定性、強健姓、性能、適應性、智慧控制等磚塊堆砌而成!

 

        然而,就是因為絕大部分的控制理論都圍繞著動態系統發展,反而限縮了控制領域的發展格局。尤其當下微控制器、無線通訊裝置、感測器、物聯網等技術的迅猛進展,各式各樣的精巧裝置陸續出現在日常生活中的各式新穎應用中,若是鑽研自動控制的學者錯失這道氣勢磅礡的科技潮流,不免十分可惜!當我們將目標從熟悉動態系統,如馬達、航太系統、機器人等,轉移到穿戴式裝置、智慧家庭等領域時,面對的問題不再是動態系統的分析與控制器設計,除了軟硬體的實現需要技術之外,取而代之的是量測資料的特徵提取及分類與決策!一般人熟悉控制而疏於決策,但控制問題與決策問題,這不老早就是IEEE Conference on Decision and Control這個最具規模的國際控制界會議所勾勒出的兩個主軸嗎?這不得不佩服當年創立CDC的真知卓見!其實從更廣泛的角度來看,雖然控制與決策的問題呈現方式頗為不同,但是它們的共通精神都是根據所能得到的訊息給出最適當的回應。根據外在訊息的改變,給出適當的回應, 簡單的說,這不就是我們初始對於自動控制的樸素概念嗎?

 

       負回授是整個自動控制的核心概念。老子道德經裡有段很有名的話:「反者道之動,弱者道之用。天下萬物生於有,有生於無。」若將「道」視作控制、「反者」解作負回授、「動」解作運行方式,那麼仿照老子的話,我們可以這樣來理解什麼是回授控制:控制是以負回授的方式運行,控制的作用體現在以小馭大 (或說以簡馭繁)。所有的理論與應用皆源自於負回授,而負回授起源於沒有反相的迴路

 

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