前言自动控制技术的历史和发展

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自动控制发展历程

自动控制发展历程

自动控制发展历程
自动控制作为一种科学技术,随着科技的发展而不断发展,影响到着
现代技术发展的方方面面,在改善社会管理、优化生产经营、增强安全防
护等方面发挥着重要作用。

自动控制的发展历程始于20世纪50年代,当时应用于气象学、化学
制药、建筑物机械控制等领域。

50年代中,自动控制理论开始初具规模,同时,第一代自动控制器也诞生了。

到60年代,自动控制的研究变得愈
发注重实时、计算机辅助,采用自动控制技术的机械系统也开始发展出来。

70年代,随着计算机科学及智能技术的发展,自动控制又得到了极
大的发展。

计算机辅助的自动控制器开始出现,可以实现对更复杂的系统
进行控制。

同时,出现了多元化的控制策略,从最初的离散型PID控制,
发展到基于神经网络的自适应控制,以及基于模糊逻辑的控制等,使自动
控制有了新的发展方向。

80年代,自动控制的发展又有了新的突破:系统整合度变得更高,
可以实现对一个较大系统的一次性集成控制,比如对整个发动机系统的整
体控制,实现自动控制的功率更高、经济性更好;实时定位技术被成功应
用于自动控制,使自动控制可以实现实时定位。

自动控制发展史

自动控制发展史

自动控制理论发展摘要:本文主要回顾了“自动控制理论”的产生与发展过程,通过对不同时期,不同阶段的理论研究成果的简要介绍,掌握经典控制理论、现代控制理论、大系统理论和智能控制系统理论知识理论框架,进而加深对“自动化控制理论”认知。

关键词:自动控制理论产生与发展过程理论框架结构控制论一词Cybernetics,来自希腊语,原意为掌舵术,包含了调节、操纵、管理、指挥、监督等多方面的涵义。

[1]因此”控制”这一概念本身即反映了人们对征服自然与外在的渴望,控制理论与技术也自然而然地在人们认识自然与改造自然的历史中发展起来。

一、经典控制论阶段(20世纪50年代末期以前)经典控制理论,是以传递函数为基础,在频率域对单输入---单输入控制系统进行分析与设计的理论[4]1、控制系统的特点单输入---单输出系统的,线性定常或非线性系统中的相平面法也只含两个变量的系统。

2、控制思路基于频率域内传递函数的“反馈”和“前馈”控制思想,运用频率特性分析法、根轨迹分析法、描述函数法、相平面法、波波夫法,解决稳定性问题。

3、发展事件回顾[4][5]1)我国古人发明的指南车就应用了反馈的原理2)1788年J.Watt在发明蒸汽机的同时应用了反馈思想设计了离心式飞摆控速器,这是第一个反馈系统的方案。

3)1868年J.C.Maxwell为解决离心式飞摆控速器控制精度和稳定性之间的矛盾,发表《论调速器》,提出了用基本系统的微分方正模型分析反馈系统的数学方法。

4)1868年,韦士乃格瑞斯克阐述了调节器的数学理论。

5)1875年E.J.Routh和A.Hurwitz提出了根据代数方程的系数判断线性系统稳定性方法6)1876年俄国学者N.A.维什涅格拉诺基发表著作《论调速器的一般理论》,对调速器系统进行了全面的理论阐述。

7)1895年劳斯与古尔维茨分别提出了基于特征特征根和行列式的稳定性代数判别方法。

8)1927年H.S.Black发现了采用负反馈线路的放大器,引入负反馈后,放大器系统对扰动和放大器增益变化的敏感性大为降低。

自动控制发展的历程

自动控制发展的历程

自动控制发展的历程
随着科技的发展,自动控制发展应运而生。

由于机械自动化、计算机科学、信息技术的连续发展,自动控制已经产生了巨大的普及趋势,并且在工业过程控制中如火如荼的发展。

自动控制的发展始于上世纪50年代,比较早期的自动控制技术是通过传感器采集机器的参数,然后将其发送到控制系统,控制系统将输入信号进行比较,然后根据比较结果输出信号来驱动电动机的运行。

机器和控制系统的结构相对单一,功能相对单一,自动控制的范围也相对狭窄。

随着计算机科学、信息技术的崛起,自动控制的结构和功能更加成熟丰富,开始出现微机控制、模拟控制、智能控制、现场总线控制、分布式控制等新型自动控制系统,以及模糊控制、神经网络控制、遗传算法控制等新型技术。

这些新技术使自动控制系统变得前所未有的强大,自动控制的范围也变得更加广阔。

进入21世纪以后,自动控制领域又经历了新的发展,物联网、感知计算、人工智能技术的发展成为自动控制发展的新引擎。

自动控制发展历程

自动控制发展历程

自动控制发展历程作者:刘雅轩来源:《科学与财富》2020年第10期自动控制是指应用自动化仪器仪表或自动控制装置代替人自动地对仪器设备或工业生产过程进行控制,使之达到预期的状态或性能指标。

经历了经典控制理论、现代控制理论、智能控制三个阶段。

为工业4.0智能化时代奠定了基础。

自动控制领域从古典控制理论、现代控制理论到现在的智能控制理论,经历了很长时e69da5e887aae799bee5baa631333366303130间的发展。

随着自动化技术的发展,它也面临着许多难题,如传统控制系统的设计和分析是建立在精确系统数学模型基础上的,而实际系统由于在复杂性、非线性、时变性、不确定性等情况,一般都无法获得精确的数学模型;当研究这些系统时,必须提出并遵循一些比较苛刻的假设,而这些假设在应用中往往与实际不相吻合;对于某些复杂的和包含不确定性的控制过程,根本无法用传统数学模型来表示,即无法解决建模问题;为了提高控制性能,传统控制系统可能变得很复杂,从而增加了设备的初投资,降低了系统的可靠性。

为了解决这些问题,就出现了智能控制理论。

随着人工智能、机器人、计算机和空间技术的迅速发展,智能控制也取得了重大进展。

各种智能咨询与决策系统、专家控制系统、学习控制系统、模糊控制系统和智能故障检测与诊断等已在工业过程控制、智能机器人控制、智能化生产系统和家用电气设备中都得到了成功的应用。

近年来自动控制技术发展迅猛,特别是计算机技术、网络和通信技术发展的突飞猛进,使人们籍助于许多使能技术的进步和一些开发工具的扩大,将人们构思的自动操作得以付诸实现。

如网络控制技术、可编程控制器等均属于自动化控制技术中的使能技术。

自动控制技术正向着网络化、集成化、分布化、节点节能化的方向发展。

自动控制技术有很强的应用背景,无论是在炼钢、轧钢、化工、石油、电力等工业上,或是造纸、纺织、皮革和食品等工业上;无论是在航空、航海、汽车和铁路运输工业和国防工业上,或是图书资料的管理、实验室技术设备上都得到广泛应用。

自动控制的发展历程

自动控制的发展历程

自动控制的发展历程自动控制是指利用现代技术手段,通过设计和运用各种控制系统,自动实现对特定系统或过程的控制和调节。

自动控制的发展历程可以追溯到古代的机械机械、管道控制和天文瞄准等领域,但是其真正的起源可以追溯到18世纪末的工业革命时期。

当时,工业技术、经济和人口的快速增长,使机械和工业设备的复杂性越来越高。

人们急需一种能够自动调节、控制并优化工业设备和过程的技术,以提高生产效率和产品质量。

于是,在19世纪末和20世纪初,自动控制领域开始崭露头角。

最早的自动控制系统是基于机械原理的。

例如,伽利略的钟摆振荡器和风车,以及提出的“水罐”等系统,都被认为是最基本的自动控制系统范例。

这些系统利用了机械原理和重力等自然力进行控制,能够稳定地维持和调节特定的运动和状态。

然而,最重要的里程碑出现在20世纪30年代和40年代,当时电子技术的快速发展使得自动控制系统的设计和实现变得更加可行。

模拟计算机、电子管和运算放大器的发明,为自动控制理论和方法的研究提供了坚实的基础。

20世纪60年代,数字计算机的问世进一步推动了自动控制的发展。

数字计算机的优越性能和灵活性,使得设计和实现复杂的控制系统变得容易。

此时,自动控制理论和方法已经成为一个独立的学科,广泛应用于工业、能源、交通等领域。

到了21世纪,随着信息技术的高速发展,自动控制进入了一个新的阶段。

各种先进的传感器和执行器的出现,在控制系统的实时监测和反馈方面起到了重要作用。

此外,人工智能、机器学习和优化算法等技术的应用,使得自动控制系统具备了更高的智能化和自适应能力。

当前,自动控制技术已经广泛应用于各个领域。

在工业生产中,自动控制系统大大提高了生产效率和产品质量,减少了人力成本和资源浪费。

在能源领域,自动控制系统能够实现能源的智能分配和调节,提高能源利用效率。

在交通领域,自动驾驶技术的发展使得车辆行驶更加安全和高效。

总之,自动控制技术的发展经历了从机械原理到电子技术,再到信息技术的演进过程。

控制理论与控制系统的发展历史及发展趋势

控制理论与控制系统的发展历史及发展趋势

控制理论与控制系统的发展历史及趋势姓名:学号:指导教师:专业:所在学院:机电工程学院时间:2011年11月3号控制理论与控制系统的发展历史及趋势摘要:由于自动控制理论和自动控制系统的的广泛运用,各行业的专业人员对它的学习,研究也在不断的进行。

本文叙述了自动控制理论和自动控制系统的发展历史(三个阶段:经典控制,现代控制,智能控制)和发展的趋势。

前言控制是人类对事物的认识思考,进而作出决策并作出相应反应的过程。

人类在漫长的生产与生活实践中不断总结,积累经验,形成理论,进而指导实践使生产力不断发展。

随着生产力的不断发展,人们开始要求生活的高质量,一方面要从繁重的体力劳动中解放自己,另一方面要有更高质量的产品来满足生活的需要。

自动控制理论自动控制系统就随之而产生了。

控制理论和控制系统经过漫长的发展,其研究范围和应用范围很广泛。

控制理论研究的对象和应用领域不但涉及到工业、农业、交通、运输等传统产业,还涉及到生物、通讯、信息、管理等新兴行业。

由于自动控制理论和自动控制系统获得了如此广泛的应用,所以自动控制的发展必将受到各行各业的关注。

本文就是对控制理论和控制系统的发展历史进行综述,叙述控制发展的各个阶段。

还有就是控制理论和控制系统的今后的发展趋势。

一,控制理论的发展历史及趋势1,早期的自动控制装置及自动控制技术的形成古代人类在长期生产和生活中,为了减轻自己的劳动,逐渐产生利用自然界动力代替人力畜力,以及用自动装置代替人的部分繁难的脑力活动的愿望,经过漫长岁月的探索,他们互不相关地造出一些原始的自动装置。

约在公元前三世纪中叶,亚历山大里亚城的斯提西比乌斯首先在受水壶中使用了浮子。

按迪尔斯(Diels)本世纪初复原的样品,注入的水是由圆锥形的浮子节制的。

而这种节制方式即已含有负反馈的思想(尽管当时并不明确)。

公元前500年,中国的军队中即已用漏壶作为计时的装置。

约在公元120年,著名的科学家张衡(78-139,东汉)又提出了用补偿壶解决随水头降低计时不准确问题的巧妙方法。

自动控制技术发展分析与探讨

自动控制技术发展分析与探讨

自动控制技术发展分析与探讨[摘要]:在工业生产和科学技术的发展过程中,自动控制技术在科技研究和实际应用中的作用日益重要,已成为机械学和电学两门学科的枢纽工程学科,特别是近年来随着自动化生产线的发展而发展飞速。

自动控制技术作用形式多样,不仅改善着劳动条件和生活环境,而且在人类征服世界,探索太空等方面起到极其重要的作用。

本文介绍自动控制技术的发展史,重新认知自动控制这门学科,为学习这门技术打好坚实的基础。

[关键词]:自动控制生产线发展史中图分类号:tp13 文献标识码:tp 文章编号:1009-914x(2012)26- 0613 -01 前言:随着社会的进步,文明的发展,自动化越来越贴近我们的生活,自动控制产业的进步也无时无刻不改变着我们的生活。

在工程和科学技术发展的过程中,自动控制技术担当着核心的角色。

例如:自动门能够正常的运转,火箭能安全稳定的到达太空,导弹能准确的命中目标,机器人能对我们挥手并给与微笑,工业生产中对压力,温度,流量以及原料的成分比例达到高精度的控制等,都与自动控制技术的发展有着密切的联系。

一、自动控制技术及其基本理论自动控制技术是是20世纪以来发展最为迅速的技术门类之一,不仅如此,它还是对人类生活改变贡献最大的技术。

到了现在,生产、军事、生活、管理、技术等各个领域,都离不开自动控制技术。

通俗的来讲,自动控制技术是控制论的技术实现应用,是通过具有一定控制功能的自动控制系统,来完成某种控制任务,保证某个过程按照预想进行,或者实现某个预设的目标。

通过这种技术,人类就可以做自己想做的而自己却不必亲自参与其中。

自动控制技术是运用自动控制的原理和方法,及其自动化单元技术和集成技术及其在各类控制系统中的应用。

自动控制技术以自动控制理论为基础,以电子技术、电力电子技术、传感器技术、计算机技术、网络与通信技术为主要工具,面向工业生产,处理工业生产中各种需要自动生产的问题。

它具有控制和管理相结合,强电弱电技术相互交叉,软硬件技术共同运用的鲜明特点,是电学,机械学,计算机学等一系列学科的融汇。

自动控制的发展历史

自动控制的发展历史
东华大学信息科学与技术学院
3
I.前期控制(Early Control)(1400B.C. - 1900)
(0) 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.统观念和实践(300B.C.)
(7) 美籍匈牙利人R. E. Kalman发表“On the General Theory of Control Systems”等论文,引 入状态空间法分析系统,提出能控性,能观测 性,最佳调节器和kalman 滤波等概念,奠定了 现代控制理论的基础(1960)
东华大学信息科学与技术学院 R.E. Kalman
9
II.经典控制前期(The Pre-classical Period)(1900-1935)
(1) 美国福特(Ford Motor)汽车公司建 成最早的汽车装配流水线(1913) (2) 美国N. Minorsky研制出用于船 舶驾驶的伺服结构,提出PID控制 方法(1922) (3) 美国MIT的Vannevar Bush研制成第一台大型模拟计算机 (Differential Analyzer)(1928)
23
(8) 苏联东方-1号飞船载着加加林进入人造地球卫星轨道,人类宇航 时代开始了(1961)
宇宙哥伦布-加加林
Capsule used in first manned orbit of earth
In 1961, the first human to pilot a spacecraft, Yuri Gagarin, was launched by the Soviet Union aboard Vostok I.
Lan J. Chu
(8) 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。 (9) 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《工程控制论》 (Engineering Cybernetics) (1954)

自动控制发展史

自动控制发展史

(6) J镜·Von·Neuman(1903-1957)发明首台数字计算机,创立Game Theory
(11) 俄国A·M·Lyapunov博士论文《论运动稳定性的一般问题》(1892年)
源(经于5典)实 控中践制(年国,(1发马服C0l钧a务)表s研s于ic文制aJ实l·出C践章Co用,n·tOM齿r在oln轮)实a传xG(践w动1中o9e的v3升l5e自l-华(r动1n。9指o150r8示)s3方,1向-1成的8指7功9南)解车(,决23法了5年国二)科阶学及家三,阶于系1统86的8
Y·CHo和X·R·Cao等提出离散事件系统理论(1983)
(1T9h14e12o))ry ,稳决of多HS定了本·eBrv有o性多odm关e的e。阶经cNh典ae随系ntwi控som后统制rsk(的1A,的9n经4a5l剑稳典y),si名s桥定以a著n及d大性相钱F继e学判学e出d森b的断版a的ck,E《A包m·控J括p制l·iERf工ide·roS程(u·S论1tm9h》4it5与h()的E,瑞AnugLti·典onAme·eaM的rtiinacgcHCCCooyunlblt的rreorwlnFEeuitnnitcdgzsai)n解meee(1rni9tna5gl4()
自动控制发展史
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。

自动控制原理 前言

自动控制原理 前言

前 言自动控制原理是自动化学科的重要理论基础,是专门研究有关自动控制系统中基本概念、基本原理和基本方法的一门课程,是高等学校自动化类专业的一门核心基础理论课程。

学好自动控制理论对掌握自动化技术有着重要的作用。

本书是为适应自动化学科的发展,拓宽专业面、优化整体教学体系的教学改革形势,按照“理论讲透、重在应用”的原则,总结了作者多年的教学经验和课程教学改革的成果,参考了国内外控制理论及应用发展的方向,经反复讨论编写而成的。

全书共分8章及2个附录。

主要内容分为4大部分:第1部分包括基本概念、线性系统的数学模型、时域响应分析、根轨迹分析、频域特性分析、控制系统设计与校正,这些内容属于线性定常连续控制系统问题,阐明自动控制的3个基本问题,即模型、分析和控制;第2部分阐述非线性系统的基本理论和分析方法,包括相平面法和描述函数法,目的是为学生进一步学习后续课程打下一定的基础;第3部分有意加强作为数字控制理论基础的采样控制系统的讨论,重点介绍采样系统的数学模型、稳定性分析与响应分析;第4部分包括在MATLAB与Simulink支持下对控制系统的计算机辅助分析与设计,设置于附录A及各章的最后一节中。

第1章介绍了自动控制的基本概念,将控制理论研究的对象和任务做了整体的介绍,引出了自动控制系统的常用术语,并给出了从系统到方框图的定性分析方法,简述了自动控制理论的发展历史。

第2章是控制系统数学描述方法,详述了数学模型作为理论研究的重要意义,系统地介绍了作为定量分析控制系统的两种数学模型和两种数学图形,突出强调参数模型的必要性及基本要素与其表达,并着重对传递函数分析和基于方框图、梅逊公式的数学模型的简化方法进行了详细讨论。

第3章介绍了线性系统的时域分析方法,并重点对系统的稳定性、快速性、准确性的分析方法进行了讨论。

第4章介绍了线性系统根轨迹分析方法,编入了根轨迹作图的基本内容,并引进了MATLAB方法绘制根轨迹。

第5章介绍了频率法,频率法是工程上重点应用的方法,对频率域作图、分析的原理进行了详细讨论,并给出了截止频率、相位裕量等频域指标的分析计算方法。

前言-自动控制技术的历史和发展

前言-自动控制技术的历史和发展

H. Hazen
16:35
12
(5) 英国 M. Turine提出图灵计算机的设想(1937) 英国A. 提出图灵计算机的设想 (6) 在贝尔实验室 在贝尔实验室Bode领导的火炮控制系统研究小组工作的 Shannon 领导的火炮控制系统研究小组工作的C. 领导的火炮控制系统研究小组工作的 随后,发表专著《通信的数字理论》 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 ,
年)
(10) 英国 M. Gray设计出第一艘全自动蒸汽轮船“东方”号(Great 英国J. 设计出第一艘全自动蒸汽轮船“ 设计出第一艘全自动蒸汽轮船 东方” Eastern)(1866年) 年
16:35
6
II.经典控制前期(The Pre(1900II.经典控制前期(The Pre-classical Period)(1900-1935) 经典控制前期
自动控制技术历史和发展
前言 自动控制是人类在认识世界和发明创新的过程 中发展起来的一门重要的科学技术。依靠它, 中发展起来的一门重要的科学技术。依靠它, 人类可以从笨重,重复性的劳动中解放出来, 人类可以从笨重,重复性的劳动中解放出来, 从事更富创造性的工作。 从事更富创造性的工作。自动化技术是当代发 展迅速,应用广泛,最引人瞩目的高技术之一, 展迅速,应用广泛,最引人瞩目的高技术之一, 是推动新的技术革命和新的产业革命的关键技 术。
16:35
3
(4) 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) 中国马钧研制出用齿轮传动的自动指示方向的指南车 马钧研制出用齿轮传动的自动指示方向的 年

自动化控制的历史瞬间

自动化控制的历史瞬间

自动化控制的历史瞬间自动化控制的历史可以追溯到工业革命时期,当时人们开始使用机械和蒸汽动力来提高生产效率。

然而,真正的自动化控制是在20世纪中叶才逐渐发展起来的,它经历了漫长而复杂的发展过程,才成为现代工业中不可或缺的一部分。

自动化控制的历史瞬间之一是1940年代末期,当时科学家们开始研究计算机控制系统。

他们发现计算机可以通过编程来执行一系列复杂的操作,从而实现对工业过程的自动化控制。

从此以后,自动化控制进入了新的时代,计算机成为了自动化控制的核心。

另一个历史瞬间是20世纪60年代,当时出现了第一代可编程控制器(PLC)。

PLC是一种小型计算机,可以执行各种控制任务,如温度、压力、流量等。

这些设备可以被安装在各种工业设备中,从而实现对设备的自动化控制。

从此以后,PLC成为了自动化控制领域中的重要组成部分。

在随后的几十年中,自动化控制技术不断发展,各种新的控制算法和系统不断涌现。

这些新技术使得自动化控制系统更加智能化、高效和可靠。

例如,现代的自动化控制系统可以利用传感器和数据分析技术来实时监测设备的运行状态,从而及时发现并解决故障问题。

此外,自动化控制系统还可以根据生产需求进行优化,从而提高生产效率和质量。

除了工业领域,自动化控制技术在其他领域也得到了广泛应用。

例如,在交通领域中,自动驾驶汽车和智能交通系统已经成为了研究的热点。

这些系统可以通过传感器、计算机视觉和人工智能技术来实时监测道路情况,并自主决策和控制车辆的行驶。

这不仅可以提高交通安全性,还可以减少交通拥堵和能源消耗。

自动化控制的历史瞬间还包括了许多其他的重要事件和里程碑。

例如,在医疗领域中,自动化控制系统已经被广泛应用于手术机器人和实验室仪器中。

这些系统可以帮助医生进行更加精确和高效的手术和治疗,同时也降低了手术风险和并发症的发生率。

在军事领域中,自动化控制系统也被广泛应用于导弹制导、火炮控制等方面。

这些系统可以快速准确地跟踪目标并实施打击,从而提高作战效率和质量。

自动控制发展的历程

自动控制发展的历程

自动控制发展的历程自动控制,是指通过技术手段实现对物理、化学、生物和工业过程等的自动化监测、控制和调节。

它是现代科学技术的重要领域之一,对于提高生产效率、降低人工成本、提高产品质量和安全性具有重要意义。

自动控制的发展经历了漫长而曲折的历程。

早在古代,人们就开始利用简单的自然现象实现自动控制。

例如,各种水门、闸门可以根据水流量自动开启或关闭,用来灌溉农田或驱动机械。

同时,古代人还发明了一些基本的计时装置,用来进行时间控制。

然而,古代的自动控制技术在应用范围和控制精度上都十分有限。

到了18世纪末19世纪初,随着工业革命的到来,自动控制技术得到了迅速发展。

著名的英国发明家瓦特改进了蒸汽机的调节机构,使之自动控制蒸汽的流量和压力,提高了蒸汽机的效率。

同时,美国的麦库洛克发明了自动控制的水力机械,用于升降船只和轮船的导航,使得船只的操作更加方便和安全。

20世纪初,随着电力、电子技术和计算机技术的快速发展,自动控制技术进入了一个全新的阶段。

1901年,美国电气工程师塞斯•托马斯和爱尔弗雷德•瓦拜将控制论作为一门科学提出,奠定了自动控制理论的基本框架。

在此基础上,人们开始研究和应用电力、仪器仪表、自动化机械和计算机等新技术,推动了自动控制技术的飞速发展。

20世纪40年代,美国在第二次世界大战中利用自动控制技术,成功地研制出了导弹飞行控制系统。

这一系统不仅极大提高了导弹的准确性和打击力,也标志着自动控制技术在军事领域取得了重大突破。

自动控制技术的发展也深刻影响了工业生产。

20世纪70年代,计算机技术的迅猛发展推动了工业自动化的大规模应用。

各种自动化生产线、机器人系统和自动控制设备被广泛引进和应用,使生产过程更加高效、精确和安全。

21世纪以来,随着信息技术和互联网的迅猛发展,自动控制技术进入了一个全新的时代。

人工智能、物联网和大数据等技术相结合,为自动控制提供了更多的可能性和发展空间。

例如,智能家居系统可以实现对家庭设备的远程控制和管理;智能交通系统可以实现对交通流量的实时监测和调控;智能农业系统可以实现对农作物的自动浇灌和施肥。

自动化科学技术的发展史

自动化科学技术的发展史

自动化科学技术的发展史一、引言自动化科学技术是指利用计算机、电子技术、控制技术等现代科学技术手段,对生产、管理、服务等各个领域进行智能化、高效化处理的一门学科。

自动化技术的发展经历了多个阶段,本文将详细介绍自动化科学技术的发展史。

二、早期自动化技术的发展自动化技术的起源可以追溯到18世纪末和19世纪初的工业革命时期。

当时,人们开始使用机械装置来代替人力,提高生产效率。

最早的自动化设备包括自动纺织机、自动织布机等。

这些机械装置通过传动系统、控制装置等实现自动化操作,减少了人工操作的需求。

三、电气自动化技术的兴起20世纪初,电气自动化技术的兴起推动了自动化科学技术的发展。

人们开始使用电气元件和电气控制系统来实现自动化操作。

例如,自动化电梯、自动化生产线等应用开始出现。

电气自动化技术的发展为后续的自动化科学技术奠定了基础。

四、计算机技术的应用20世纪50年代,计算机技术的快速发展推动了自动化科学技术的进一步发展。

计算机的出现使得自动化系统的控制更加精确和高效。

人们开始使用计算机来设计和控制自动化系统,提高了生产效率和质量。

自动化工厂、自动化仓储系统等应用开始普及。

五、信息技术的融入20世纪80年代以后,信息技术的快速发展进一步推动了自动化科学技术的发展。

人们开始将计算机技术和通信技术应用于自动化系统中,实现了自动化系统的远程监控和管理。

例如,远程控制系统、智能家居系统等开始出现。

信息技术的融入使得自动化系统更加智能化和灵活化。

六、智能化自动化技术的崛起21世纪以来,智能化自动化技术成为自动化科学技术的新热点。

人工智能、机器学习、大数据等技术的发展使得自动化系统能够更好地适应复杂环境和变化需求。

智能化自动化技术的应用领域包括智能交通系统、智能制造系统等。

智能化自动化技术的崛起将进一步推动自动化科学技术的发展。

七、结论自动化科学技术的发展经历了从机械装置到电气自动化技术,再到计算机技术和信息技术的应用,最终发展到智能化自动化技术的阶段。

自动控制理论发展历史

自动控制理论发展历史

自动控制理论发展历史
自动控制理论作为一种科学技术,其发展史可以追溯到古代,但真正有效的自动控制系统实施是在20世纪。

在这一时期,微型计算机、微处理器和数字信号处理技术的发展为自动控制的发展提供了技术支持。

主要发展历史如下:
第一阶段:20世纪50年代,美国大规模投入军事科研,开发了许多用于无线电导航和飞机控制领域的自动控制系统,这个阶段以科研方面的发展为主,自动控制理论初步形成,但受到当时计算机能力有限的制约。

第二阶段:20世纪60年代,随着微机电子技术的迅猛发展,芯片电子技术和数字信号的处理技术的出现,推动了自动控制领域的发展。

这个时期,计算机的能力和性能得到了极大的改进,微型机控制也得到了广泛的应用,这样自动控制理论也不断完善,不同的控制算法也不断提出。

第三阶段:20世纪70年代,计算机技术、微处理机结构设计和控制算法等都得到了长足发展。

特别是当时的专家系统优化的控制算法和系统仿真技术的发展,极大地推动了虚拟自动控制技术的建立,使自动控制领域的研究有了更大的发展空间。

第四阶段:20世纪80年代,计算机技术的发展也不断提升。

自动控制技术发展概述

自动控制技术发展概述

第1章自动控制技术发展概述1.1 自动控制技术1787年瓦特发明了离心式调速器,实现了蒸汽机转速的自动调节,使蒸汽机作为转速稳定、安全可控的动力机,并得到了广泛应用,从而引发了第一次工业革命。

现代生产过程自动控制技术的出现被认为是第二次工业革命的重要标志。

自动控制系统具有以下一些重要特点,一是自动控制系统的应用范围不断扩大,控制精度不断提高,智能化程度日益增加;另一个是自动控制技术不仅仅能代替人无法完成的体力劳动,而且在大量地代替着人的脑力劳动;对于后者,其发展的空间将会更为广阔。

1.2 自动控制技术的发展概况回顾自动控制技术的发展史可以看到,它与生产过程本身的大发展有着密切的联系,从一个从简单形式到复杂形式,从局部自动控制到全局自动控制,从低级智能到高级智能的发展过程。

自动控制技术的发展,大致经历了三个阶段。

第一阶段:20世纪50年代以前可以归结为自动控制技术发展的第一阶段。

在这一时期,自动控制的理论基础是使用传递函数对控制过程进行数学描述,其控制理论以根轨迹法和频率法为基本方法,因而带有明显地依靠人工和经验进行分析和综合的色彩。

第二阶段:20世纪50-60年代,是自动控制技术发展的第二个阶段,为适应空间探索的需要而发展起来的现代控制理论已经产生,并已在某些尖端技术领域取得了惊人的成就。

值得注意的是,现代控制理论在综合和分析系统时,已经从局部控制进入到在一定意义下的全局最优控制,而且在结构上已从单环控制扩展到多环控制,其功能也从单一因素控制向多因素控制的方向发展,可以说现代控制理论是人们对控制技术在认识上的一次质的飞跃,为实现高水平的自动控制奠定了理论基础。

第三阶段:进入20世纪70年代,工业自动化的发展表现出两个明显的特点,这正是工业过程控制进入第三个阶段的标志。

第2章自动控制系统的组成及作用2.1 自动控制系统的作用一般的产品生产都要经过一系列工艺才能最终完成,其中每一个工艺的完成,都必须有一个过程,我们称之为生产过程。

自动控制的发展历史

自动控制的发展历史

自动控制的发展历史
自动控制的发展历史追溯至17世纪,当时被称为“流动控制”。

在当时,人们将活塞机床作为主要的控制元素,可以将机器及其运动参数控制在一定的范围和水平,使机器能够连续不断地工作,而不会出现过多的停顿。

这种类型的控制系统可以完成简单的控制任务,比如使多台活塞机床按照一定的时间间隔顺序工作,但是由于缺乏精确的传感器及其装置,这种技术在机器自动控制方面依旧处于萌芽状态。

在经历了19世纪和20世纪机械发展的黄金时期以及20世纪初期电气及电子技术的发展以及20世纪中叶各种新的技术的发明后,自动控制技术又进入了新的发展阶段。

新技术的集成有助于加快技术发展的步伐,使机器控制能够从单独的机械部件进化为一体化的控制系统,提升了自动控制系统的准确度和可靠性,为机器自动控制提供更多的可能性。

在20世纪70年代,随着信息技术的发展,机器控制系统也进入到了一个新的发展阶段,计算机自动控制。

他们利用微处理器和计算机语言编程,将多种传感器和控制器结合在一起,使机器可以自动或远程控制,使控制系统更加精准,更加高效。

20世纪90年代以来,越来越多的技术127搭配利用。

自动控制发展的历程

自动控制发展的历程

主讲人简介王广雄,哈尔滨工业大学教授。

1953年从上海考入哈尔滨工业大学,毕业后留校任教,是我国自动控制领域的著名专家。

发表多篇学术论文,出版专业著作数本。

内容简介我今天的讲座就是讲自动控制的发展,从开始阶段的发生到形成一个控制理论,讲整个这个进程。

我们今天主要把这个过程,怎么从个别的技术最后形成一门学科,这个学科分成几个阶段,给大家介绍了一下。

自动控制是指机器或装置在无人干预的情况下自动进行操作,它是围绕着工业生产的需要而形成和发展起来的,已广泛应用于人类社会的各个方面。

自动控制我比较是有这么一个观点:你不能光从搞控制的人来说,我能想出一些方向,我就指给你往前走,我能解决你好多问题。

我举例子来说,瓦特的离心调速器,这个控制系统,是先有调速器,先有调节系统,系统不稳定了,出了问题去解决它。

就是说首先是技术推进它的,这是一个大方向。

自动控制技术的发展是受到当时很多技术的影响,受到好多的一些知识的积累,各方面的知识积累,受到启发,才最终发展成为一门独立的学科。

所以我的想法,你从大的来说,这个控制首先应该是工业上有需要,有工作基础才想出来的。

所以我总觉得呢,我都要跟着工业发展,技术的进程,一点一点往前进。

上面就是我主要介绍的一些内容,我这里要说的呢,就是这里边包括一些年份,有些事实,这个都是有据可查的,不是我瞎说的。

但是这里边对人的评论,一些观点可能就是我的,所以假如有说错的希望大家批评指正。

我主要介绍的内容就这些,谢谢大家。

全文我今天的讲座就是讲自动控制的发展。

从开始阶段的发生到形成一个控制理论,讲整个这个进程。

我们讲自动控制就是指这样的反馈控制系统,这是有一个控制器跟一个控制对象组成的,把这个控制对象的输出信号把它取回来,测量回来以后跟所要求的信号进行比较。

根据这误差告诉控制器,这就是机器内部的工作了。

让控制器完成这个控制作用,使得这个偏差消除或者说使得控制对象的输出跟踪我所需要的要求的信号。

控制对象的输出量一般来说都是一个物理量,比如说我控制一个机器的转速,就是需要把速度测量出来,才能进行控制。

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H. Hazen
(5) 英国A. M. Turine提出图灵计算机的设想(1937) (6) 在贝尔实验室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)
C. E. Shannon
(7) 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)
(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)
N.B. Nichols
(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。
Lan J. Chu
(8) 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。 (9) 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 《工程控制论》(Engineering Cybernetics) (1954)
(4) 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)
(5) 中国明代宋应星所著《天工开物》 记载有程序控制思想(CNC)的提花织 机结构图(1637年)
(6) 英国J. Watt用离心式调速器控制蒸汽机的速度(1788年) (7) 英国J. C. Maxwell发表“论调速器”(On Governors)论文(1868年)
II.经典控制前期(The Pre-classical Period)(1900-1935)
(1) 美国福特(Ford Motor)汽车公司 建成最早的汽车装配流水线(1913) (2) 美国N. Minorsky研制出用于船 舶驾驶的伺服结构,提出PID控制 方法(1922) (3) 美国MIT的Vannevar Bush研制成第一台大型模拟计算机 (Differential Analyzer)(1928)
V. Bush
(4) 美国H.S. Black提出放大器性能的负反馈方法(Negative Feedback Amplifier) (1927)
H. S. Black
(5) 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”
现代控制(Modern Control) (1950- )
二次世界大战中火炮,雷达,飞机以及通讯系统的控制研究直接推动 了经典控制的发展。五十年代后兴起的现代控制起源于冷战时期的军 备竞赛,如导弹(发射,操纵,指导及跟踪),卫星,航天器和星球大战, 以及计算机技术的出现(英国科学家A.J 英国E.J. Routh建立Routh判据(Routh-Hurwitz Stability Criteria)(1875年)
(9) 俄国A.M. Lyapunov博士论文“论运动稳定性的一般问题” (1892
年)
(10) 英国J. M. Gray设计出第一艘全自动蒸汽轮船“东方”号(Great Eastern)(1866年)
N. Wiener
N. Wiener, shown here in 1954 with Yuk Wing Lee (left) and Amar G. Bose, discussing an aspect of statistical communication theory
(4) 美国的H. Hazen发表“关于伺服结构理论”(Theory of Servome-chanism) (1934),并在MIT建立伺服机构实验室 (Servomechanism Laboratory) (1939)
闭环控制系统的结构框图:
(6) 美国E. Sperry以及C. Mason研制出火炮控制器(1925),气压 反馈控制器(1929)
III. 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
自动控制技术历史和发展
前言 自动控制是人类在认识世界和发明创新的过程 中发展起来的一门重要的科学技术。依靠它, 人类可以从笨重,重复性的劳动中解放出来, 从事更富创造性的工作。自动化技术是当代发 展迅速,应用广泛,最引人瞩目的高技术之一, 是推动新的技术革命和新的产业革命的关键技 术。
I.前期控制(Early Control)(1400B.C. - 1900)
(0) 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.)
(1) 秦昭王时,李冰主持修筑都江堰体现的系 统观念和实践(300B.C.)
飞沙堰
宝瓶口
分水堰
西汉漏壶
离滩
(2) 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) (3) 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)
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