1 系統工程（Systems lngineering）

系統工程是組織和管理系統的規劃、研究、設計、制造、試驗和使用的科學方法，對所有系統都具有普遍意義。

這里要明確的是，系統工程屬于技術范疇，應用的對象是系統，它被用來組織管理系統，使系統具有我們希望的功能，這項技術不同于其它技術的最明顯特點，在于它是軟技術。

系統工程用搞工程的辦法搞組織管理，把要組織和管理的事物，用概率、統計、運籌和模擬等方法，經過分析、推理和綜合，建成某種系統模型，進而以最優化的方法，求得系統最佳結果。亦即經過工程的過程，使系統達到技術經濟指標先進、能協調運轉的最優效果。

2 控制論（Cybernetics）

機器的自動控制或動物在自然界的活動，都可以看成是其本身各組成部分之間信息的傳遞過程，控制論就是研究動物、人類、機器等各種系統內部的控制和通信的一般規律的學科。它研究控制過程的數學關系，而不涉及過程內在的物理、化學、生物或其它方面的現象。控制論完全撇開了對象的物質和能量的具體形態，著眼于以信息概念作為分析和處理各種復雜問題的基礎，并以此來研究整個系統的控制與信息功能。

目前，在系統工程中應用的控制論主要指工程控制論，通常，控制論可以分為古典控制論和現代控制論?，F在，有人把大系統理論稱做第三代控制論。

應用控制論的目的，主要是運用數學方法合理設計系統，使其滿足各項目標要求，達到最優化。

3 線性系統（Linear system）

可用線性微分方程來描述的系統，稱為線性控制系統，簡稱線性系統，線性系統的一個最重要的性質就是可以應用迭加原理，即幾個擾動或控制信號同時作用于系統上時、其總效果等于每個信號單獨作用所引起的效果之總和。自然界中真正的線性系統是不存在的，即便對所謂的線性系統來說，也只是在一定的工作范圍內才保持真正的線性關系。線性系統一般可通過系統的線性規劃模型來優化。

4 非線性系統（Non-linear system）

包含有本質非線性元件的系統叫做非線性系統。迭加原理對這種系統不適用。

許多機電系統、液壓系統、氣動系統等，在變量之間都包含著非線性關系。為獲得解析解，首先略去某些對系統影響不大的因素，將系統的非線性模型在一定的工作范圍內用近似的線性數學模型來代替，并用線性解析方法分析和設計系統。

5概率統計方法（Probability statistics method）

從數量方面研究對象的偶然性與必然性關系，并應用概率論的結果，通過樣本了解和判斷總體的統計特性。這兩種方法統稱為概率統計方法。

概率論方法是從數量角度來研究大量的隨機現象，并從中獲得這些現象所服從的規律。也就是利用數學的方法描述某個事件發生的可能性，從而進行合理的控制。

統計方法是用以研究獲取數據、分析數據和歸納數據的一種方法。主要是用來研究如何安排實驗和抽樣，才能進行更有效的統計分析；如何根據觀察和實驗所得數據，獲得反映對象發展規律在具體時間、地點和條件下的數量表現。

6 最優控制理論（Optimization control theory）

最優控制理論是研究什么是最優化控制和最優化控制方法的理論和方法。

最優控制是控制論的核心，就是自動地有目的地把控制對象的狀態導致最優狀態，用以實現系統功能的控制。在最優控制中，系統受到控制，使評價系統指數達到極大或極小。動態系統中，以系統對干擾的響應時間和超調量為評價指數，也有以自乘平均誤差為評價指數的。生產管理系統則以成本、產品質量和效率為評價指數。

最優控制方法大體上有試行法和模型法兩種。前者，直接利用控制對象的輸出以試行的方式進行最優化；后者，利用控制對象的數學模型預先計算最優值，然后根據這個最優值給定控制對象的操作變量，實現最優化。

7 自適應控制系統（Adaptive control system）

適應是生物的一個基本特征，因為生物總是企圖在變化著的自然環境條件下維持生理上的平衡。自適應控制是指，能在外界條件變化和有干擾的環境中，參考生物的適應能力建立一種能同樣行動的控制。此系統能連續自動地測量對象的動態特性，依此與希望的動態特性進行比較，并利用差值來改變系統的可調參數或產生一個控制信號，從而保持環境不論如何變化，系統性能都是最佳的。自適應控制系統具有自行組織的特性，包括三個基本動作：識別對象的動態特性；在識別對象的基礎上采取決策；根據決策指令改變系統動作。目前，把凡是能自動調整控制系統中控制器參數或控制規律的系統均稱為自適應控制系統。

8 模糊理論（Fuzzy theory）

從數量上對模糊不清的概念進行研究，通過定量分析判斷其性質，從而使模糊概念清晰化。這種方法稱做模糊數學方法，又稱模糊理論。數學和模糊本來是不能相容的。數學一直是排斥模糊性的科學，數學中的概念必須有明晰的內涵和外延，推理要嚴謹，結論和判斷不能模棱兩可，不能含混不清。可是，在社會生產中，有大量模糊不清的概念存在著，如高、矮、胖、瘦等，都沒有絕對的界限。問題在于人們認識和判斷事物的概念往往不是絕對的肯定或絕對的否定，就是說概念的內涵有一定靈活性，外延是不明晰的。這種模糊性不僅不會給人們帶來不方便，有時反而有助于人們很快抓住主要特征并作出正確的判斷。目前，用模糊集合描述模糊現象，這是一個處理模糊現象的數學方法。

模糊數學的主要目標是探索和更加接近人類大腦實際功能的處理事物的模糊方法，也就是要研究出一種數學推理邏輯，能使機器象人一樣，只有極少的模糊信息，便得出相當準確或足以近似的結論。模糊數學理論已應用于語言學、人工智能、信息檢索、圖像識別等方面。

9 系統識別理論（system identification theory）

系統識別理論是認識系統結構、系統與環境之間相互作用和在線測定系統狀態的理論與方法。對于復雜系統，特別是社會系統，在設計，開發階段要識別；對于自適應控制系統，還要求在線檢測和識別。從數學角度來說，識別問題也是最優化問題。識別方法，除了按輸入——輸出關系測量系統的傳遞函數以外，還要通過測量來確定其周圍環境的特性，識別理論的研究內容包括：①識別系統結構，有解釋性結構模型法、開發決策實驗室法和系統開發的計劃程序等方法；②過程識別，對于自動控制系統、應掌握輸入和輸出信號的變化、控制對象狀態變化以及過程動態特性的變化。有脈沖響應法、相關法和頻率響應法等；③在線識別的研究。

10 大系統理論（Theory of large scale system）

用以提高那些規模很大、結構很復雜、影響因素很多、經濟意義重大的系統經營、管理、操作運行和經濟效果的理論，稱為大系統理論。

大系統理論是在控制論、信息論、運籌學、經濟學的基礎上形成的綜合性理論。所有研究的問題，主要是大系統的最優化，就是按照整個系統的最優化指標和整個系統與各子系統之間的關系以及各子系統之間的關系，最優地分配各子系統的指標，并以此控制各子系統，使整個系統最優。另外，還有大系統建模、仿真、分析，大系統的信息傳遞、處理以及系統狀態的估計的研究等。

當前采用的方法，一般是把整個系統根據可能分析的條件分解為若干階層的子系統，建立子系統與整個系統以及各子系統之間的關系，再根據這些關系對整個系統進行分析和綜合，研究整個運動系統的規律。

11 自動控制理論（Autocontrol theory）

自動控制，就是在沒有人直接參與的情況下，利用控制器使生產過程或被控制對象的某一物理量準確地按照預期的規律運行。所有自動控制系統，盡管它們的結構和功能各不相同，但它們有共同規律，即它們都是一個或一些被控制的物理量按照另一物理量，即控制量的變化而變化，或保持恒定。一般地說，如何使被控制量按照給定量的變化規律變化，就是自動控制理論所要解決的問題。

在自動控制理論中包括經典控制理論和現代控制理論兩部分。前者主要考慮的僅僅是輸入、輸出和誤差信號，對于控制系統的設計和分析完全是建立在輸入—輸出關系，即傳遞函數的基礎上，它對于單輸入和單輸出系統十分有效，后者是建立在狀態概念之上的，適用于更復雜的多輸入—多輸出控制和時變系統。

12 信息論（Information theory）

信息論是控制論的基礎，是一門應用數理統計方法來研究信息處理和信息傳遞系統中一般規律的科學。它研究存在于通訊和控制系統中信息處理、信息傳遞的共同規律，以及如何提高各傳輸系統的有效性和可靠性的一門通訊理論。這一理論又稱狹義信息論?，F在又發展成一種廣義信息論，它是利用狹義信息論來研究一切問題的理論。

信息理論包括以編碼為中心的信息理論、以信號為主要對象有信息理論和以計算機為中心的基本信息理論。

13 運籌學（Operations research）

運籌學是一門運籌帷幄的科學，是用科學的數量化方法來研究系統的最優化管理的數學理論。

運籌學的特點是合理的籌劃和最佳的運用。它從全局的最優目標出發分析、處理和解決問題；或在給定的物質條件下，對系統作出合理的籌劃和有效的運用，最大限度的挖掘潛力，以達到用最少費用取得最大效果的目的。

運用運籌學的具體程序是：收集資料、歸納問題；建立系統模型；求解模型；檢驗、評價模型的解；應用模型的解，作出正確的決策。

運籌學的主要分支包括博奕論、決策論、排隊論、規劃論、線性規劃等。

14 線性規劃（Linear programming）

線性規劃是研究在線性約束條件下，使一個線性目標最優化的數學理論和方法。線性規劃模型的特點是約束條件可表示為線性等式及不等式，目標函數表示為線性函數，只求一組單一的變量值。線性規劃求解模型的方法，有圖上作業法，表上作業法，單純形法等。在許多系統管理的項目中，應用線性規劃的數學理論和方法，能夠合理地處理由人員、設備、物資、資金、時間等要素所構成的系統的統籌規劃問題。因此它廣泛應用于經營計劃，交通運輸、工程建設、能源分配、生產安排等方面。

15 非線性規劃（Non-Linear programming）

在管理工作中，常常碰到如何恰當地安排由人、設備、材料、資金、時間等因素構成的系統，以便最佳地實現預定工作任務的問題。用數學語言表達出來，就是在一定約束條件下尋求目標函數的極值問題。非線性規劃是研究目標函數或約束條件的變量關系不全是線性的各種數學規劃問題的理論和方法。

非線性規劃的解法有裴波那契法、黃金分割法、切線法、拋物線逼近法、最速下降法、共軌梯度法、變尺度法、步長加速法、單純形法等。

非線性規劃比線性規劃應用的范圍窄，難度大。在工程設計、經濟學等領域內的許多定量問題均可應用。

16 動態規劃（Dynamic programming）

將系統進行過程分為相繼的階段，而在每個階段都要作出決策過程，這就叫做多階段決策過程。多階段決策過程的每一段的結束狀