Системы автоматического регулирования: основные термины, понятия и определения, объект управления (регулирование), управляемые (регулируемые) величины, управляющие и возмущающие воздействия, обратные

Теория автоматического управления (ТАУ) является одной из наиболее востребованных, хотя и относительно молодых наук. Исторически ТАУ возникла и долго развивалась как наука с сильной практической, инженерной направленностью, и в ее основе лежит изучение процессов, происходящих в системе «регулятор — объект управления», различными математическими методами [1].
Впервые с необходимостью построения автоматических управляющих устройств – регуляторов – столкнулись создатели высокоточных механизмов, в первую очередь – часов.
Еще в начале нашей эры арабы разработали поплавковый регулятор уровня водяных часов. Швейцарец Гюйгенс в середине семнадцатого века построил часы с маятниковым регулятором хода.
Однако бурное развитие ТАУ как науки, связанное с промышленным выпуском регуляторов, началось лишь в конце XVIII столетия, в эпоху европейского промышленного переворота. Первыми серийными детищами молодой науки стали автоматический поплавковый регулятор питания котла паровой машины, который  еще в 1765 году использовал И.И. Ползунов, и центробежный регулятор скорости для паровых машин, в 1784 году запатентованный Дж. Уаттом[5].
Первые публикации, посвященные исследованию регуляторов, появились еще в первой четверти XIX века, однако своему официальному рождению ТАУ обязано трем следующим фундаментальным теоретическим работам, в которых, по существу, содержался весь теоретический базис  новой науки[6]: 
•    Д.К. Максвелл «О регуляторах» (1866 г.)
•    И.А.Вышнеградского «Об общей теории регуляторов» (1876 г.) и «О регуляторах прямого действия» (1877 г.). 
В них авторы опубликовали следующий подход к проблеме «регулятор – объект управления», на долгие годы ставший основным[7,8]: линеаризовав нелинейные и, в общем случае, нестационарные дифференциальные уравнения системы, перейти к исследованию колебаний «в малом». Это позволило получить универсальный подход к исследованию самых различных по своей физической природе систем, заложило базис теории устойчивости и выявило целый ряд важнейших общих закономерностей регулирования, связанного с принципом обратной связи. 
В то же время началась усиленная разработка математических методов, в частности, критериев устойчивости систем [1,10] (Гурвиц, Раусс, Вышнеградский). 
Усложнение механизмов в промышленности потребовало создания более эффективных методов исследования. Появились частотные методы анализа и синтеза линейных систем автоматического управления (САУ), обобщенные в работах Найквиста и Михайлова в 40-х годах ХХ века. В 1946 г. Т Броде и Я. Маккол впервые воспользовались логарифмическими частотными характеристиками [9].
В послевоенные же годы усилия исследователей-теоретиков оказываются направлены на разработку теории нелинейных систем: все большее количество систем оказываются «существенно нелинейными» и их поведение не укладывается в тесные рамки линейной ТАУ. Одним из важнейших направлений в этой области стало исследование устойчивости нелинейных систем, основывавшееся на работах А.М. Ляпунова и развитое в работах А.И. Лурье (1944–1951), Н.Г. Четаева (1945 г.), А.М. Летова и других авторов [12].
В 70-х годах ХХ века группа ученых (В.В. Казаничев, А.П. Юркевич, А.А. Фельдбаум, А.А. Красовский) стала активно разрабатывать новое и быстро ставшее одним из важнейших направлений ТАУ: экстремальное и оптимальное управление, позволяющее регуляторам проявлять элементы искусственного интеллекта.
Чем глубже идет разработка математического аппарата, чем сложнее изучаемые в ТАУ системы, тем очевиднее становится тот факт, что линейная ТАУ, даже усиленная возможностями современной вычислительной техники, уже не может удовлетворить современные потребности исследователей и инженеров.
Актуальность темы исследования заключается, таким образом, в том, что необходим пересмотр многих основополагающих понятий ТАУ, предполагающий учет достижений всех смежных научных дисциплин (теории информации, передачи данных и так далее), а также отказ от догматических подходов, например, к проблеме обратной связи, практически ограниченной в настоящее время лишь отрицательной обратной связью.
Таким образом, следует выделить следующие цели работы:
1) рассмотреть основные понятия, термины и определения классической ТАУ;
2) рассмотреть виды управления классической ТАУ;
3) изучить виды обратных связей, применяемые в классической ТАУ;
4) провести обзор наиболее перспективных новых видов обратных связей;
5) предложить методы исследования САУ с новыми видами обратных связей.