自动控制发展史

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(5) 美国MIT的V· Bush研制成第一台大型模拟计算机 (Differential Analyzer)(1928)
(6) 美国H· S· Black提出放大器性能的负反馈方法 (Negative Feedback Amplifier)(1927) (7) 自动控制的基础为闭环控制。控制论的奠基人 N· Wiener给出的定义为:Feedback is a method of controlling a system by inserting into it the result of its past performance。 美8) 国E· Sperry以及C· Mason研制出火炮控制器(1925), 气压反馈控制器(1929)
(10) J· C· Maxwell(1831-1879),法国科学家,于1868 年发表文章On Governors,成功解决了二阶及三阶系统的 稳定性。随后,剑桥大学的E· J· Routh与瑞典的Hurwitz解 决了多阶系统的稳定性判断 (11) 俄国A· M· Lyapunov博士论文《论运动稳定性的一 般问题》(1892年) (12) 英国J· M· Gray设计出第一艘全自动蒸汽轮船东方 号(GreatEastern)(1866年) (13) 由徐寿设计的中国第一艘蒸汽轮船“黄鹤号” (L20m,25T,10km/hr)在安庆内军械所下水(1866 年)。次年,中国第一艘木质明轮蒸汽舰船“恬古号”在 江南造船厂下水 操江号(60m×10m),392匹马力,600T排水,备炮9门
3. 经典控制(Classical Control)(1935-1950)
(1) 美国贝尔实验室的H· Bode(1938)以及Nyquist (1940)提出频率响应法 (2) 美国Taylor仪器公司的J· G· Ziegler和N· B· Nichols 提出PID参数的最佳调整法(1942) (3) 美国MIT的N· Wiener研究随机过程的预测 (1942),提出Wiener滤波理论(1942),发表《控制 论》(Cybernetics)一书(1948),标志着控制论学科 的诞生 (4) 美国的H· Hazen发表关于伺服结构理论(Theory of Servomechanism)(1934),并在MIT建立伺服机构实 验室(Servomechanism Laboratory)(1939) (5) 英国A· M· Turine提出图灵计算机的设想(1937) (6) J· Von· Neuman(1903-1957)发明首台数字计算 机,创立Game Theory (7) 在贝尔实验室的Bode领导的火炮控制系统研究小 组工作的C· Shannon提出继电器逻辑自动化理论 (1938),随后,发表专著《通信的数字理论》(The Mathematical Theory of Communication),奠定了信息 论的基础(1948)
(8) 李郁荣(Y· W· Lee,1904-1989),广东人,麻省 理工学院N· Wiener的首位博士生(1930年),曾任职于 清华大学电机系(1931-1937),早期为N· Wiener理论的 工程应用与推广作了大量的工作。1946年回到MIT电机系 (1946-1969),与Shannon一起成为该系最著名的两位 学科带头人。其主要工作包括随机通讯(Statistical Communication Theory)和电路理论,培养了大批电子 工程领域中的知名学者和工程师,被誉为MIT最伟大的教 育家之一 (9) MIT Radiation Laboratory在研究SCR-584雷达控 制系统的过程中,创立了Nichols Chart Design Method, R· S· Philips的工作On Noise in Servomechanisms,以及 Hurwicz(1947)的数字控制系统(Sampled Data System (10) 美国W· Evans提出根轨迹法(Root Locus Method)(1948),以单输入线性系统为对象的经典控 制研究工作完成 (11) 多本有关经典控制的经典名著相继出版,包括 Ed· S· Smith的Automatic Control Engineering(1942), H· Bode的Network Analysis and Feedback Amplifier (1945),L· A· MacColl的Fundamental Theory of Servomechanisms(1945),以及钱学森的《控制工程论》 (Engineering Cybernetics)(1954)
源自文库
2. 经典控制前期(The Pre-classical Period)(1900-1935)
(1) Wright Brothers于1903年12月17日完成了人类历史 上首次动力飞行,开创了航空业的新篇章 (2) 美国福特(Ford Motor)汽车公司组成最早的汽车 装配流水线(1913年) (3) E· Sperry(1860-1930),创立Sperry公司。由他们 设计和制造的陀螺仪和各种控制装置被广泛地应用到二战 时期的美国军舰、鱼雷、火炮、雷达和飞机上。L· Sperry (1892-1923),在1914年的巴黎航展中,成功地演示了陀 螺仪全自动机身平衡与稳定,为航空业的快速发展作出了 重要的贡献 (4) 美国N· Minorsky研制出用于船舶驾驶的伺服机构, 提出了PID控制方法(1922)
从远古的漏壶和计时容器到公元前的水 利枢纽工程;从中世纪的钟摆、天文望远镜 到工业革命的蒸气机、蒸汽机车和蒸汽轮船; 从百年前的飞机、汽车和电话通讯到半个世 纪前的电子放大器和模拟计算机;从二战期 间的雷达和火炮防空网到冷战时代的卫星、 导弹和数字计算机;从六十年代的等月飞船 到现代的航天飞机、宇宙和星球探测器,这 些著名的人类科技发明直接催生和发展了自 动控制技术。源于实践,服务于实践,在实 践中升华。经过千百年的提炼,尤其是近半 个世纪工业实践的普遍应用,自动控制技术 已经成为人类科技文明的重要组成部分,在 日常生活中不可或缺。随着新型制造业的兴 起和网络信息技术的进步,自动控制技术的 发展和应用将进入一个全新的时代。
(9) 英国G· B· Airy(1801-1892)系统地研究了天文望远 镜的速度控制,并根据倒立摆离心力原理,发现了系统的 不稳定性。首次提出反馈系统的稳定性问题研究,以及利 用微分方程来研究反馈控制动力学系统C· Hugens(16291695)利用反馈控制原理发明了高性能的钟摆和天文望远 镜
1.
前期控制(Early Control)(1400B.C.-1900)
(1) 中国、埃及和巴比伦出现自动计时漏壶 (1400B.C.-1100B.C.)孙武著《孙子兵法》 (600B.C.) (2) 李冰主持修筑都江堰体现的系统观念和实践 (300B.C.) (3) 亚历山大的希罗发明开闭庙门和分发圣水等自 动装置(100年) (4) 中国张衡发明水运浑象,研制出自动测量地震 的候风地动仪(132年) (5) 中国马钧研制出用齿轮传动的自动指示方向的 指南车(235年) (6) 中国定向驾驶舵(1180年)(人类首台控制机 构) (7) 中国明代宋应星所著《天工开物》记载有程序 设计思想(CNC)的提花织机结构图(1637年) (8) 英国J· Watt用离心式调速器控制蒸汽机的速度 (1788年)
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