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》由会员分享，可在线阅读，更多相关《前言自动控制技术的历史和发展（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、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 Date1 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 西汉漏壶 分水堰 宝瓶口 飞沙堰 离滩 Date2 3 中国张衡

2、发明水运浑象 研制出自动测量地震的候风地动仪 132年 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 Date3 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 Date4 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 Date5 8 英国E J Routh建立Routh判据 Routh Hurwitz Stability Criteria 1875年 9 俄国A

3、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 Date6 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 Date7 4

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 Date8 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 闭环控制系统的结构框图 Date9 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 Date10 III 经典控制 Clas

5、sical 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 N B Nichols N Wiener N Wiener shown here in 1954 with Yuk Wing Lee left and Amar G

6、Bose discussing an aspect of statistical communication theory Date11 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 H Hazen Date12 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 Mathemati

7、cal Theory of Communication 奠定了信息论的基础 1948 C E Shannon Date13 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 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

8、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 Lan J Chu Date14 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

9、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 G MacFarlane Date15 2 美国R Bellman在 RAND Coporation数 学部的支持下 发表 著名的Dynamic Programming 建立 最优控制的基础 1957 3 国际自动控制联合会 IFAC 成立 1957 中国为发起国之一 第一 届学术会议于莫斯科召开 1960 1 苏联L S Pontryagin发 表 最优过程数学理论 提出极大值原理 Maximum Principle 1956 L S Pontryagin

10、 Date16 4 美国MIT的Servomechanism Laboratory研制出第一台数控机床 1952 Date17 5 世界第一颗人造地球卫星 Sputnik 由苏联发射成功 1957 Sputnik 1 was the first artificial satellite launched into space 1957 Laika Sputnik 2 Date18 Oct 4 1957 Launch of the rocket carrying Sputnik the first man made satellite Photos of the launch were not

11、initially released This photo is a still from a 1967 Soviet documentary film K S Pavlovitch 1906 1966 Russian spacecraft designer and header of the Vostok and Voskhod projects Date19 6 美国George Devol研制出第一台工业机器人样机 1954 两 年后 被称为机器人之父的Joseph Engelberger创立了第一家 机器人公司 Unimation 7 美籍匈牙利人R E Kalman发表 On the

12、 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 R E Kalman Date20 8 苏联东方 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 1961 at the age of 27 Gagarin left the earth It was April the 12th 9 07 Moscow time launch site Baikonur 108 minutes later he was back The

13、period of orbital revolution was 89 34 minutes this figure was calculated by electronic computers The missions maximum flight altitude was 327 000 meters The maximum speed reached was 28 260 kilometers per hour 宇宙哥伦布 加加林 A stamp issued by Russia to memorize Y Gagarin Capsule used in first manned orb

14、it of earth In 1961 the first human to pilot a spacecraft Yuri Gagarin was launched by the Soviet Union aboard Vostok I Date21 9 1963年 美国的Lofti Zadeh与C Desoer发表Linear Systems A State Space Approach 1965年 Zadeh提出模糊集合和模糊控制概念 10 美国的E I Jury 发表 数字控制系统 Sampled Data Control System 建立了数字控制及数字信号处理的基础 1958 C

15、 Desoer Date22 11 苏联发射 月球 9号探测器 首次在月面软着陆成功 1966 三年后 1969 美国 阿波罗 11号把宇航员N A Armstrong 送上月球 N A Armstrong Date23 12 瑞典Karl J Astrom提出最小二乘辩识 解决了线性定常系统 参数估计问题和定阶方法 1967 六年后 提出了自启调节器 建 立自适应控制的基础 Astrom于1993年获得IEEE Medal of Honor K J Astrom 13 英国H H Rosenbrock 发表State Space and Multivariable Theory 1970 加

16、拿大W M Wonham 发表Linear Multivariable Control A Geometric Approach 1974 W M Wonham Date24 14 美国的M E Merchant提出计算机集成制造的概念 1969 Date25 15 美国DARPA计算机网络初步建成 1971 DARPA是美国国防高级研究计划局 Defense Advanced Research Projects Agency 16 日本Fanuc公司研制出由加工 中心和工业机器人组成的柔性制 造单元 1976 Date26 17 美国R Brockett提出用微分几何研究非线性控制系统 1976 意大利A Isidori出版 Nonlinear Control Systems 1985 A Isidori R Brockett Date27 18 加拿大G Zames提出H 鲁棒控制 设计方法 1981年 19 美国 哥伦比亚 号航天飞机首次发 射成功 1981年 Gorge Zames Date28 20 美国A Bryson 和Y C Ho 发表Applied Optimal C