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自动控制手艺生长史

日期：2020-02-16 16:55 浏览量:

从远古传说的漏壶计时，，，，到公元前的防洪工程工程项目；；；从欧洲中世纪的钟摆、天文望远镜，，，，到科技革命的蒸汽爆发器；；；从百年迈前的飞机场、小车和电話，，，，到八十多年前的电子器件放大仪、仿真模拟电子盘算机；；；从二战期内的雷达探测、加农炮防空网，，，，到冷暴力时期的通讯卫星、巡航导弹和大数字电子盘算机；；；从六十年月的上岸月球宇宙飞船，，，，到今世的航天飞机、宇宙空间和星体探测仪。。这种着名的发明创立连忙催产和生长趋势了自动控制手艺性。。泉源于实践活动，，，，效劳项目于实践活动，，，，连系现实升化，，，，历经数千年的提炼出，，，，特殊是在是近半世纪工业生产实践活动的普遍运用，，，，自动控制手艺性早已酿成人们科技文明的要害组成部分，，，，在生涯中必不可少。。

文中将自动控制手艺性的历史时间分为初期控制、经典控制、今世控制三个环节，，，，各自给你展现每个阶段问世的优异控制理论、控制方法、控制装备与控制学者。。

1、初期控制

早古时间，，，，劳动者就凭着生涯实践中累积的富厚多彩事情履历和对意见反响的形象化相识，，，，创立发明了许多着闪动控制理论聪慧火苗的作品。。若是要追朔自动控制手艺性的生长历程，，，，早就在二千年前人们就会有了自动控制手艺性的萌芽期。。

1）公元前1400至公元前1100年，，，，我国、印度和巴比伦陆续出現了可全自动倒计时的漏壶。。

2）公元前300年上下，，，，李冰父子主持人修建的都江堰市水利水电工程集中体现了自动控制系统软件的意识，，，，是自动控制基来源理的典范性实践活动。。

3）100年上下，，，，亚力山大的希罗创立发明了启闭庙门和派发圣水的�；；；ぷ爸�。。

4）132年，，，，汉朝优异科学家张衡创立发明了船运浑象仪，，，，研发出了自动测控系统地动灾难的候风地动仪。。

5）235年，，，，汉代阶段最负盛誉的机械装备科学家马钧研发出了用传动齿轮的全自动标示方位的指南车。。

6）1637年，，，，明末生物学家宋应星著作的《天工开物》记述了有程序流程控制看法的大提花纺织机结构。。

7）1788年：第一次科技革命的要害角色、美国科学家JamesWatt创立发明了飞球控制器，，，，用于控制蒸汽爆发器的转速比

8）1868年，，，，美国科学家JamesClerkMaxwell(1831–1879)在ProceedingsofRoyalSociety,vol.16(1867–1868)上宣布了着名结业论文“OnGovernors”，，，，凭证对变速系统软件线形常微分方程的建设息争析，，，，表述了瓦特蒸汽机速率控制系统软件中出現的强烈震荡的不平稳难题，，，，明确提出了二阶、三阶系统软件的可靠性剖析几何评判标准，，，，开拓了用数学要领科学研究控制系统软件的方法。。

9）美国数学家EdwardJohnRouth(1831—1907)与法国数学家AdolfHurwitz(1859—1919)把Maxwell的看法拓展到进阶微分方程叙述的更繁杂的系统软件中，，，，各自在1877年和1895年划清楚确提出了连忙依据代数方程的指数区分系统软件可靠性的规则2个着名的可靠性评判标准—劳斯判据和胡尔维茨评判标准，，，，即着名的Routh-Hurwitz可靠性评判标准。。

10）1892年，，，，俄罗斯数学家AleksandrMikhailovichLyapunov(1857—1918)举行了博士论文“论健身运动可靠性的一样平常难题”，，，，明确提出了常微分方程健身运动可靠性理论，，，，接着被导入了控制理论。。

2、经典控制

从20新世纪初刚最先，，，，经典控制理论使高新科技水准出現了极大的飞越，，，，工业生产、农牧业、交通出行及国防清静的各行各业都普遍选用了自动化控制。。二战期内，，，，意见反响控制被普遍用以飞机场自动驾驶系统、加农炮手机定位系统、雷达天线控制系统软件及其别的军工用系统软件。。这种系统软件的多元性和对迅速追踪、精准控制的性能追求完善，，，，迫切要求扩展现有的控制手艺性。。另外，，，，还推动了对离散系统系统软件、采样系统及其恣意控制系统软件的科学研究。。能够说科技革命和战事增进了经典控制理论的生长趋势。。

1）1913年，，，，美国福特汽车公司完工了全天下最最先的小车装配流水线。。

2）1922年，，，，俄裔美国生物学家NicholasMinorsky(1885-1970)研发出了用以美国军队船只清静驾驶的伺服电机结构，，，，首次明确提出了经典的PID控制方法。。

3）1927年，，，，美国Bell试验室的手艺工程师HaroldStephenBlack(1898—1983)明确提出了性能的负的反响放大仪(NegativeFeedbackAmplifier)，，，，首次明确提出了负的反响控制这一要害看法。。

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4）1930年，，，，信息化时代的教父3、美国MIT的生物学家VannevarBush(1890—1974)研发出了全天下第一台大中型仿真模拟电子盘算机（DifferentialAnalyzer）。。他是二战时期美国最优异的生物学家和手艺工程师之一。。

5）1932年，，，，美国国籍德国科学家HarryNyquist(1889–1976)明确提出了在频域内科学研究系统软件特点的相频特征法，，，，建设了以单位阶跃响应为基本的可靠性评判标准，，，，为具备高品质的动态性子量和静态数据准确度的军工用控制系统软件出示了需要的剖析专用工具。。

6）1938年，，，，美国生物学家HendrikWadeBode(1905–1982)将相频特征法开展了系统软件科学研究，，，，爆发了经典控制理论的频域剖析要领。。

7）1938年，，，，美国数学家、机电工程师ClaudeElwoodShannon(1916—2001)明确提出了汽车继电器逻辑性自动化手艺理论，，，，1948年宣布了着名的结业论文《通讯的数学原理》，，，，确立了信息论的基本。。

8）1942年，，，，美国手艺工程师JohnG.Ziegler(1909—1997)、NathanielB.Nichols(1914–1997)明确提出了着名的Ziegler–NicholsMethod，，，，是一种启发式的PID主要参数最好回归剖析法，，，，现在为止仍然是工业领域调理PID主要参数的主流产品方法。。

9）1942年，，，，控制论建设者、美国运用数学家NorbertWiener（1894—1964）明确提出了Wiener滤波器理论。。1947年，，，，Wiener专家教授举行了里程碑式的经典著作《控制论》(Cybernetics)，，，，意味着控制论课程的问世。。此书得出了控制论的界定：Feedbackisamethodofcontrollingasystembyinsertingintoittheresultofitspastperformance。。浅易地说：控制论就是说科学研究小动物（包括人们）、全自动装备和生物体的控制和通讯的理论。。

10）1944年，，，，美国国籍意大利数学家JohnvonNeumann(1903—1957)开创了博弈论，，，，并且于1946年创立发明了全球第一台大数字电子盘算机。。他是20新世纪最要害的数学家之一，，，，在今世电子盘算机、博弈论、核弹和化学武器等众多行业内均有优异成绩，，，，是最优异的科学研究通才之一，，，，被子女称之为“盘算机之父”和“博弈论始祖”。。

11）1948年，，，，美国生物学家WalterRichardEvans(1920—1999)开创了根轨迹统计剖析要领RootLocusMethod，，，，为数据剖析系统特征随系统软件主要参数转变的周期性出示了强有力专用工具，，，，被普遍运用于意见反响控制系统软件的剖析、设计计划中。。建设在Nyquist相频特征法和Evans根轨迹法基本上的理论，，，，称之为经典控制理论，，，，为工程项目专业手艺职员出示了一个设计计划意见反响控制系统软件的合理专用工具。。

12）在我国著名物理学家钱学森工程院院士将控制理论运用于工程项目实践活动，，，，并且于1954年出书刊行了着名的《工程项目控制论》。。

13）接着，，，，多本经典控制理论名篇陆续出书刊行，，，，包括Smith的AutomaticControlEngineering，，，，Bode的NetworkAnalysisandFeedbackAmplifier，，，，MacColl的FundamentalTheoryofServomechanisms及其钱学森的《工程项目控制论》。。

3、今世控制

20新世纪50时代中后期，，，，科技前进的生长趋势，，，，很是是空间手艺的生长趋势，，，，迫切要求处置惩罚更繁杂的多自变量系统软件、离散系统系统软件的最优化控制难题(好比火箭弹和航宇器的导行、追踪和下降全历程中的高细密、低耗控制，，，，抵达总体目的的控制時间最少等)。。实践活动的要求增进了控制理论的生长，，，，电子信息手艺的生长趋势也从测算方法上为控制理论的生长趋势出示了标准。。合适叙述航天飞机的健身运动纪律性，，，，又有利于电子盘算机求出的情形室内空间实体模子酿成要害的实体模子方法。。因而，，，，60时代造成的今世控制理论要以状态变量界说为基本，，，，运用今世数学要领和电子盘算机来剖析、综合性繁杂控制系统软件的新理论，，，，适用多键入、多輸出、时变的、离散系统系统软件。。

1）1956年，，，，着名的俄国数学家LevSemyonovichPontryagin(1908—1988)宣布了“最优化全历程数学课理论”，，，，并且于1961年证实并宣布了着名的极大值基来源理。。极大值基来源理和动态妄想为处置惩罚最优化控制难题出示了理论专用工具。。

2）1957年，，，，着名的美国数学家RichardErnestBellman(1920—1984)在兰德公司RANDCooperation数学课部的适用下，，，，明确提出了脱离多环节治理决议的最优性基来源理，，，，开创了动态妄想方法，，，，宣布了着名的DynamicProgramming，，，，建设了最优化控制的理论基本。。1979年，，，，Bellman获得了IEEE声誉勋章（IEEEMedalofHonor），，，，得奖原由于：forcontributionstodecisionprocessesandcontrolsystemtheory,particularlythecreationandapplicationofdynamicprogramming。。

3）1957年，，，，国际性自动控制委员会(InternationalFederationofAutomaticControl，，，，IFAC)宣布建设，，，，我国为提倡国之一，，，，第一届学术会于1960年在巴黎举行。。在我国著名物理学家钱学森工程院院士为IFAC第一届实验联合会（ExecutiveCouncil）委员会。。

4）1957年，，，，俄国在拜科努尔航天基地取得乐成发送了全天下第一颗人造地球卫星Sputnik。。该恶性事务意味着人们航空航天时期的到来，，，，也连忙造成了美国、俄国的航天工程角逐。。

5）1954年，，，，美国科学家GeorgeCharlesDevol,Jr.(1912—2011)研发出了第一台工业机械手样品；；；一年后，，，，被称作工业机械手始祖的美国科学家JosephFrederickEngelberger(1925—2015)开创了全天下第一家机械人厂家Unimation。。

6）1958年，，，，美国国籍伊朗控制理论学者EliahuIbrahamJury宣布了着名的结业论文“Sampled-DataControlSystem”，，，，1964年明确提出了Z转换方法，，，，建设了大数字控制及数字图像处置惩罚的理论基本。。

7）1960年，，，，美国国籍意大利数学家Rudolf(Rudi)EmilKálmán(1930—2016)宣布了“OntheGeneralTheoryofControlSystems”等代表性结业论文，，，，导入了情形室内空间法剖析系统软件，，，，明确提出能控性、能视察性、最好控制器和kalman滤波器等界说，，，，确立了今世控制理论的基本。。2009年，，，，美国总理BarackObama向Kálmán授予了國家科学研究纪念章。。

8）1961年，，，，俄国修真１号宇宙飞船载着全天下第一名宇航员Gagarin(1934—1968)进到了人造地球卫星路轨，，，，翻开了人们航宇时期。。

9）1963年，，，，美国着名数学家、加州大学伯克利分校专家教授LotfiAliaskerZadeh与CharlesA.Desoer协作宣布了着名的结业论文“LinearSystemTheory:TheStateSpaceApproach”。。1965年，，，，Zadeh专家教授明确提出了模糊不清荟萃的看法，，，，建设了模糊不清控制理论。。

10）1966年，，，，俄国取得乐成发送了“月球外貌9号”探测仪，，，，坚持了探测仪首次在月球外貌取得乐成着陆；；；1969年，，，，“阿波罗11号”取得乐成地把美国航天员NeilAldenArmstrong(1930—2012)送到了月球外貌，，，，坚持了人们首次上岸月球，，，，迈开了“人们的一大步”。。

11）1967年，，，，德国隆德大学专家教授KarlJohanAstrom明确提出了最小二乘辩识，，，，处置惩罚了线形定常系统软件参数预计难题和定阶方法，，，，明确提出了自启控制器，，，，建设了响应式控制的理论基本，，，，在响应式控制理论和运用层面做出了重大孝顺。。Astrom于1993年获得了IEEE声誉勋章。。得奖缘故原由：Forfundamentalcontributionstotheoryandapplicationsofadaptivecontroltechnology。。

12）20新世纪60时代，，，，英国曼彻斯特大学专家教授HowardHarryRosenbrock(1920—2010)和谢菲尔德学校专家教授DavidH.Owens科学研究了运用于辅助设计控制控制系统设计的今世频域法理论，，，，将经典控制理论传送函数的看法营销推广到多自变量系统软件，，，，讨论了转达函数引流矩阵与状态方程中心的等额的变换关联，，，，为建设统一的线性系统理论确立了基本。。1970年，，，，Rosenbrock专家教授宣布了经典经典著作《StateSpaceandMultivariableTheory》。。1982年，，，，他获得了第一届IEEEControlSystemsAward，，，，得奖缘故原由：Forcontributionstomultivariablecontroltheoryanddesignmethods。。

13）1969年，，，，今世最优化控制理论始祖、斯坦福学校专家教授ArthurEarlBryson,Jr.与美籍华裔生物学家、美国哈佛大学专家教授何毓琦（Yu-Chi;Ho）协作宣布了经典经典著作《Appliedoptimalcontrol:optimization,estimationandcontrol》。。1984年，，，，他获得了第2届IEEEControlSystemsAward，，，，得奖缘故原由：Forpioneeringcontributionstooptimalcontrolandestimationandtheirapplications。。

14）1971年，，，，美外洋交部盘算机网基本完工。。

15）1974年，，，，多伦多大学专家教授WalterMurrayWonham宣布了经典经典著作《LinearMultivariableControl:AGeometricApproach》，，，，并且于1987年获得了IEEEControlSystemsAward，，，，得奖缘故原由：Forpioneeringcontributionstothetheoryofstochasticsystems,linearmultivariablecontrol,anddiscreteeventsystems。。

16）1976年，，，，美国控制理论学者、美国哈佛大学专家教授RogerWareBrockett明确提出用微分几何科学研究离散系统控制系统软件。。并且于1991年获得了IEEEContro。。

本文要害词：自动控制系统
出自：www.nakong.com/tulufan/view-16.html

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