自动控制理论的早期发展历史

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自动控制理论的发展

自动控制理论的发展

自动控制理论的发展自动控制理论是一门研究如何设计和实现系统自动运行的学科。

它涉及到数学、工程和计算机科学等多个领域。

自动控制理论的发展是由人们对系统的自动化处理的需求和对控制系统的分析和优化的追求所推动的。

这篇文章将通过对自动控制理论的历史发展进行梳理,来了解自动控制理论的演进过程。

自动控制理论的起源可以追溯到古代的水门和钟摆控制。

当时的人们通过调节水的流量或小球的重量来实现门的自动开合,或者通过改变钟摆的长度或质量分布来维持钟摆的稳定。

这些简单但实用的控制方法显示了自动控制的价值和潜力。

然而,自动控制理论真正的发展要推迟到18世纪的工业革命时期。

随着机械工业的兴起,人们开始需要控制工业过程中的各种机械装置。

这时,法国数学家拉普拉斯和英国工程师巴贝奇等人开始研究和应用微积分和差分方程等数学工具来分析和改善自动控制系统。

在20世纪初,控制论的形成为自动控制理论的发展奠定了基础。

控制论是一种在一定规律下将输入转换为所需输出的通用方法。

美国工程师诺里伊特(H.W. Norrhte)、俄罗斯数学家卢埃特中心之莫齐托夫、德国工程师亨维茨(A.V. HellwicZ)等人率先提出和发展了控制论的基本概念和数学模型。

他们通过齐次线性微分方程、反馈控制和矩阵论等工具,提出了理论化的控制系统设计方法,并首次将控制论应用于工程实践中。

第二次世界大战期间,控制论得到更加广泛的应用和发展。

在军事和航空工业中,控制论的理论和方法被用于导弹制导、自动驾驶和火箭发动机控制等方面。

这一时期,美国工程师维纳(N. Wiener)提出了现代控制论的概念,并将统计学方法引入到控制论中,开创了系统论的研究领域。

20世纪50年代至70年代,自动控制理论得到了快速发展,并在工程实践中得到广泛应用。

与此同时,数字计算机的发展推动了控制系统的数字化和自动化。

随着计算机技术的提高,对控制系统的分析和优化方法得到了进一步的发展,如最优控制、自适应控制和模糊控制等。

自动控制理论发展史

自动控制理论发展史

自动控制理论发展史
自动控制理论的发展可以追溯到17世纪,那时法国的理论家和发明家巴斯德(Basil)首次提出了“称量”的概念,这有助于他设计出一种物体重量可以自动调整的测量仪器,他认为,可以在重力的作用下自动控制物体重量的概念。

18世纪初,英国的工程师威廉·劳伦斯(William Lawrence)将该理论应用于蒸汽机的负荷控制,他成功地设计出了一种蒸汽机燃料调节系统,可以根据蒸汽机转速变化自动调节燃料的流量,从而控制蒸汽的压力。

20世纪初,美国科学家威廉·马斯特森(William M. Mason)在理论和实践上发展了自动控制理论,以及它在一些领域的应用,他设计出了第一台自动飞行机器人,以自动调节飞机的高度、速度和航向,由此,自动控制技术被广泛应用于航空领域。

20世纪20年代,美国的科学家弗兰克·迪杰斯特拉普(Frank D.J.Stump)提出了“反馈控制”理论,他完成了大量的实验研究,确定了反馈控制系统的概念和原理。

20世纪30年代,埃利·施蒂利克(Erle S.Steele)开展了反馈控制系统的模拟实验。

1.3自动控制理论发展简史

1.3自动控制理论发展简史
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第一章 自动控制概述
1.3自动控制理论发展简史
自动控制理论发展简史
1.胚胎萌芽期(1945年以前) 自动控制技术广泛应用开始于欧洲工业革命时期 1788年瓦特发明离心式调速器 1868年麦克斯韦发表了“论调速器”,自动控制原理逐步 形成 1892年李雅普诺夫发表 “论运动稳定性的一般问题”
自动控制理论发展简史
3.现代控制理论时期(50年代末-60年代)
空间技术的发展提出了许多复杂控制问题 1957年苏联发射了第一颗人造地球卫星 1968年美国阿波罗飞船成功登月
催生了第二代控制理论————现代控制理论 以状态为基础的状态空间法,主要研究高性能、高精度
的多变量变参数复杂系统的控制问题
自动控制理论发展简 1927年反馈放大器正式诞生 内燃机的广泛应用,促进了飞机、汽车、船舶、机器制造
业和石油工业的发展,产生了伺服控制和过程控制 第二次世界大战,军事工业发展很快,飞机、雷达、火
炮上的伺服机构,总结了自动调节技术及反馈放大器技术 ,搭起了经典控制理论的架子。
•广泛应用于工农 业、国防及日常 生活
自动控制理论发展简史
4.大系统理论和智能控制理论时期(目前)
• 各学科相互渗透,要分析的系统越来越大,越来越复杂。 朝着 控制论、信息论和仿生学为基础的智能控制论发展。
• 此外,控制论还用于处理社会、经济、人口、环境等复杂问 题,出现了经济控制论、人口控制论等学科分支。
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自动控制理论发展简史
2.经典控制理论时期(1940-1960)
1945年贝塔朗菲《系统论》 1948年维纳《控制论:或关于在动物和机器中控制和通信的科学》 形成了完整的控制理论体———经典控制理论 以传递函数为基础的经典控制理论,主要研究单输入-单输 出、线性定常系统的分析和设计问题

自动控制理论发展

自动控制理论发展

自动控制理论发展1. 引言自动控制理论是现代工程学的重要分支之一,它涉及到机械、电子、计算机等多个学科的交叉和融合。

自动控制理论的发展可以追溯到19世纪末,随着科学技术的不断进步和应用领域的拓展,自动控制理论也得到了快速发展。

本文将从自动控制理论的起源,主要发展阶段以及当今的前沿研究领域等方面进行阐述。

2. 起源和发展自动控制理论的起源可追溯到19世纪末的工业革命时期。

当时,由于工业化的快速发展和机械化的需求,人们开始思考如何利用机械设备进行精确的控制。

这促使了自动控制理论的初步形成。

早期的自动控制系统主要基于机械装置,如自动调节阀、机械计算机等。

到了20世纪初,电气技术和电子技术的发展为自动控制理论的进一步发展提供了有力支持。

电气控制系统的出现和使用使得自动控制的范围得到了拓展,如电焊机、电力系统、电梯等。

同时,数学理论和控制理论的发展也为自动控制提供了重要的理论基础。

随着计算机技术的快速发展,自动控制理论进入了一个全新的阶段。

现代的自动控制系统主要基于数字计算机进行控制和计算,大大提高了控制系统的精确性和效率。

同时,人工智能和模糊控制等新兴技术的引入也为自动控制理论的应用带来了更多的可能性。

3. 主要发展阶段3.1 经典控制理论经典控制理论是自动控制理论的最早阶段,主要包括PID控制和频域分析等方法。

PID控制器是最简单且常见的控制器之一,它通过调节比例、积分和微分三个部分的参数来实现控制。

频域分析则是从频率的角度对控制系统进行分析和设计。

3.2 现代控制理论现代控制理论是在20世纪50年代至60年代逐渐发展起来的,它以状态空间方法为基础。

状态空间方法通过将系统的动态描述为一组状态方程,从而实现对系统的精确建模和分析。

这一阶段的代表性成果包括线性系统理论、最优控制理论等。

3.3 非线性控制理论非线性控制理论是自动控制理论的重要发展方向之一。

相比于线性系统,非线性系统的动态行为更加复杂,需要采用不同的建模和控制方法。

浅谈自动控制理论的发展

浅谈自动控制理论的发展

浅谈自动控制理论的发展近年来,自动控制理论在科学领域中引起越来越多的关注。

自动控制理论作为一门交叉学科,涉及到数学、电子工程、计算机科学等领域,通过研究和设计自动控制系统,实现对各种工业、军事、医疗等应用中的过程进行控制和优化。

本文将从历史、应用以及未来趋势等多个角度对自动控制理论的发展进行浅析。

自动控制理论的发展可以追溯到19世纪中叶,当时工业革命推动了机械工程的迅速发展。

随着机器的广泛应用,人们逐渐认识到需要一种方法来对机器进行控制,以提高生产效率。

在这个背景下,自动控制理论逐渐崭露头角。

早期的自动控制系统主要依靠机械和电气装置实现,如利用煤气压力控制蒸汽机的转速。

然而,由于机械元件的精度和响应速度有限,控制效果并不理想。

随着数学和电子技术的快速发展,自动控制理论逐渐得到了加强和发展。

在20世纪初期,美国工程师尼克斯首先提出了反馈控制理论,它通过测量输出信号并将其与参考信号进行比较,然后根据误差信号对系统进行调整。

这种方法大大改善了自动控制系统的稳定性和精确性。

此后,控制理论的发展成为了一个热门话题,许多学者纷纷投身于自动控制的研究与应用。

在自动控制理论的发展中,控制系统的数学模型起着重要的作用。

控制系统的数学模型通过将实际系统的物理特性以数学形式表示出来,为控制器的设计和分析提供了基础。

通过控制系统的数学模型,工程师们可以从根本上理解和预测系统的行为,并采取相应的措施来优化系统的性能。

控制系统的模型可以分为线性模型和非线性模型两种。

在实际应用中,大多数系统可以近似为线性模型,因此,线性控制理论被广泛应用于各种控制系统中。

值得注意的是,近年来随着计算机科学和人工智能的快速发展,自动控制理论在人工智能领域也得到了广泛应用。

传统的自动控制系统主要依赖于精确的数学模型和规则来进行控制,这对于复杂的非线性系统来说是一项困难的任务。

然而,人工智能技术的出现为解决这个问题提供了新的途径。

通过将机器学习和深度学习技术与自动控制理论相结合,可以有效解决非线性系统控制中的挑战。

自动控制理论的早期发展历史

自动控制理论的早期发展历史

自动控制理论的早期发展历史自动控制理论的早期发展历史可以追溯到古代。

在古希腊时期,有一位名叫克提斯波斯的埃及工程师和发明家,他以自动水钟闻名。

这个自动水钟利用了一个水箱和一个漏斗系统来控制水的流量,从而保持水位稳定。

这可以被视为自动控制的初步形式。

在17世纪,欧洲工程师和科学家开始对机械自动控制系统进行研究。

其中一位重要的人物是维尔祖伊厄斯,他发明了一种水力机械自动控制装置,该装置可以保持风帆船的直线航行。

这个装置成为后来航海自动驾驶仪的基础。

到了18世纪,以导弹系统为代表的武器技术的发展推动了自动控制理论的进一步发展。

导弹系统需要能够控制导弹的轨迹和飞行速度,以使其能够准确打击目标。

这促使科学家和工程师研究如何利用机械装置来自动控制导弹的飞行。

19世纪建立了控制工程学作为一门学科。

詹姆斯·沃特(James Watt)开发的蒸汽机以及他的调速器被视为开启了现代自动控制理论的里程碑。

调速器可以自动调整蒸汽机的工作速度,以保持稳定的转速。

这个发明对工业革命的驱动力起到了重要作用。

20世纪初,电力和电子技术的发展促进了自动控制理论的进一步发展。

从20世纪20年代开始,自动控制系统被应用在许多工业和军事领域。

在这一时期,自动控制理论的基本概念和原理如反馈、稳定性和系统控制等被建立起来。

控制工程学成为了一个独立的学科。

在20世纪50年代,数字计算机的出现对自动控制理论的发展产生了深远影响。

数字计算机可以实时获取和处理大量数据,并根据预设的算法进行自动控制。

这使得控制系统设计更加灵活和精确。

在20世纪60年代和70年代,控制理论的研究越来越侧重于非线性系统的分析和控制。

非线性系统是现实世界中大部分系统的基本特征,如化学反应、生物系统和航空航天系统等。

研究人员发展了一系列非线性控制理论和方法,为非线性系统的控制提供了有效的解决方案。

随着现代计算机技术的快速发展,自动控制系统的设计和实现变得更加高效和精确。

自动控制理论发展概况

自动控制理论发展概况

自动控制理论发展概况前控制是自动控制理论的起源阶段,主要在19世纪末至20世纪初发展起来。

当时主要研究控制系统的开-闭锁问题,即如何实现不同位置之间的切换控制。

此时的控制系统主要采用开放系统结构,输入信号与输出信号之间没有反馈环路。

该阶段的主要理论包括勒贝格同位、双位同位和电气继电器方法。

随着现代化生产的需要,自动控制理论的研究逐渐转向反馈控制。

反馈控制是通过不断感知系统输出信号,与给定的目标输出信号之间的差异来调整输入信号。

这种控制方式可以使系统对外部扰动和参数变化具有较好的鲁棒性。

控制技术的快速发展促使了反馈控制的普及和应用。

20世纪30年代,现代自动控制理论框架初步建立,产生了控制系统的数学描述、线性系统的稳定性分析和根轨迹法等方法。

20世纪40年代至70年代,现代控制理论得到了迅速发展和广泛应用。

控制系统的数学理论不断深化,控制效果逐渐得到提高。

特别是在航空、导弹、火箭、军事、化工和能源等领域,自动控制理论的应用取得了巨大成功。

在这一时期,经典控制理论和现代控制理论逐渐发展完善,研究了最优控制、鲁棒控制、自适应控制和模糊控制等控制方法。

20世纪70年代以后,现代控制理论进入了第三个阶段,即多模型自适应控制系、模型预测控制、神经网络控制和模糊分级控制系统等理论成果的出现。

同时,计算机技术和信息技术的迅猛发展也为控制理论的研究和应用提供了良好的条件。

现代控制理论注重系统建模、系统特性分析和系统控制方法的研究,提高了控制系统的鲁棒性和优化性能。

此外,随着科学技术的进一步发展,自动控制理论还涌现出一些新的理论和方法,如非线性控制理论、科学计量管控理论、模块化控制理论、混杂动态系统建模与分析方法等。

综上所述,自动控制理论经历了前控制、反馈控制和现代控制三个阶段的发展。

从最早的开-闭锁问题研究到现代的控制系统建模与优化控制,自动控制理论在科学研究和工程实践中发挥着重要作用,并且不断创新和完善。

自动控制理论的早期发展历史

自动控制理论的早期发展历史

• 十八世纪,随着人们对动力的需求,各种动力装置也成为 人们研究的重点。 • 1750年,安得鲁. 米克尔(1719-1811)为风车引入了“扇 尾”传动装置,使风车自动地面向风。 • 随后,威廉. 丘比特对自动开合的百叶窗式翼板进行改进, 使其能够自动地调整风车的传动速度。这种可调整的调节 器在1807年取的专利权。18世纪的风车中还成功地使用 了离心调速器。 托马斯.米德(1787年)和斯蒂芬.胡泊 (1789年)获得这种装置的专利权。 • 和风车技术并行,十八世纪也是蒸气机取得突破发展的时 期,并成为机械工程最瞩目的成就。托马斯.纽可门和约 翰.卡利(又译为考力)是史学界公认的蒸气机之父。 • 到十八世纪中叶,已有好几百台纽可门式蒸气机在英格兰 北部和中部地区、康沃尔和其他国家服务,但由于其工作 效率太低,难以推广。
• 具有反馈控制原理的控制装 置在古代就有了。这方面最 有代表性的例子当属古代的 计时器 “水钟”( 在中国叫 作“刻漏”,也叫“漏 壶” )。据古代锲形文字记 载和从埃及古墓出土的实物 可以看到,巴比伦和埃及在 公元前1500年以前便已有很 长的水钟使用历史了。 • 亚历山大里亚城的斯提西比 乌斯(Ctesibius)首先在受水 壶中使用了浮 (phellossivetympanum)。
• 1765年俄国的波尔祖诺夫(И.И.Полэунов)发 明了蒸汽机锅炉的水位自动调节器(这在俄国被 认为是世界上的第一个自动调节器)。 • 1760年-1800年,詹姆斯.瓦特对蒸气机进行了 彻底得改造,终于使其得到广泛的应用。在瓦特 的改良工作中,1788年,他给蒸气机添加了一个 “节流”控制器即节流阀,它由一个离心“调节 器”操纵,类似于磨房机工早已用来控制风力面 分机磨石松紧的装置。“调节器”或“飞球调节 器”用于调节蒸气流,以便确保引擎工作时速度 大致均匀。这是当时反馈调节器最成功的应用。
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1998/5/5修改,原文发表于《自动化博览》1996年第5期22-25自动控制理论的早期发展历史(经典控制理论部分)王庆林中国科学院自动化研究所北京理工大学自动控制系在1868年至今的短短一百年中,自动控制理论无论在深度和广度上都得到了令人吃惊的发展,对人类社会产生了巨大的影响。

从瓦特的蒸气机、阿波罗登月到海弯战争,无处不现示着控制技术的威力。

在哲学领域,反馈理论的建立与成功应用,也使“因果关系”进一步发展为“因果-果因关系”,反馈的概念受到人们的重视。

由于控制理论的发展日新月异,对自动控制的发展历史进行全面的论述是困难的。

本文将仅对控制理论中经典部分(这也是大学自动控制理论课程的主要内容)的发展过程及背景进行简要的介绍,并对进行必要的讨论。

1.自动控制技术的早期发展以反馈控制为其主要研究内容的自动控制理论的历史,若从目前公认的第一篇理论论文, J.C.Maxwell 在1868年发表的“论调节器”算起,至今不过一百多年。

然而控制思想与技术的存在至少已有数千年的历史了。

“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。

具有反馈控制原理的控制装置在古代就有了。

这方面最有代表性的例子当属古代的计时器“水钟”( 在中国叫作“刻漏”,也叫“漏壶” )。

据古代锲形文字记载和从埃及古墓出土的实物可以看到,巴比伦和埃及在公元前1500年以前便已有很长的水钟使用历史了。

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

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)。

[1]中国有着灿烂的古代文明。

中国古代的科学家们对水钟十分得重视,并进行了长期的研究。

据<<周礼>>记载,约在公元前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。

在他的“漏水转浑天仪”中,不仅有浮子,漏箭,还有虹吸管和至少一个补偿壶。

最有名的中国水钟“铜壶滴漏”由铜匠杜子盛和洗运行建造于公元1316年(元代延祐三年),并一直连续使用到1900年。

现保存在广州市博物馆中,但仍能使用。

[2][3]北宋时期,苏颂等于1086年-1090年在开封建成“水运仪象台”。

仪象台上的浑仪附有窥管,能够相当准确地跟踪天体的运行,“使它自动地保持在窥管的视场中”。

这种仪象台的动力装置中就利用了“从定水位漏壶中流出的水,并由擒纵器(天关、天锁)加以控制”。

苏颂把时钟机械和观测用浑仪结合起来,这比西方罗伯特.胡克早六个世纪。

[4]公元235(三国时期)的马均及公元477年(刘宋时期)祖冲之等还曾制造过具有开环控制特点的指南车。

并发明了齿轮及差动齿轮机[5][27][29]。

另外,我国在公元前350年已经用在结构上与水轮相似的水臼来碾米;在公元前50年用水轮来引水灌溉;在公元前31年在锻冶场里使用水动风箱等。

大大地减轻了人们的劳动[29]。

十八世纪,随着人们对动力的需求,各种动力装置也成为人们研究的重点。

1750年,安得鲁. 米克尔(1719-1811)为风车引入了“扇尾”传动装置,使风车自动地面向风。

随后,威廉. 丘比特对自动开合的百叶窗式翼板进行改进,使其能够自动地调整风车的传动速度。

这种可调整的调节器在1807年取的专利权。

18世纪的风车中还成功地使用了离心调速器。

托马斯.米德(1787年)和斯蒂芬.胡泊(1789年)获得这种装置的专利权。

[6][29]和风车技术并行,十八世纪也是蒸气机取得突破发展的时期,并成为机械工程最瞩目的成就。

托马斯.纽可门和约翰.卡利(又译为考力)是史学界公认的蒸气机之父。

到十八世纪中叶,已有好几百台纽可门式蒸气机在英格兰北部和中部地区、康沃尔和其他国家服务,但由于其工作效率太低,难以推广。

1765年俄国的波尔祖诺夫(И.И.Полэунов)发明了蒸汽机锅炉的水位自动调节器(这在俄国被认为是世界上的第一个自动调节器)[21][23]。

1760年-1800年,詹姆斯.瓦特对蒸气机进行了彻底得改造,终于使其得到广泛的应用。

在瓦特的改良工作中,1788年,他给蒸气机添加了一个“节流”控制器即节流阀,它由一个离心“调节器”操纵,类似于磨房机工早已用来控制风力面分机磨石松紧的装置。

“调节器”或“飞球调节器”用于调节蒸气流,以便确保引擎工作时速度大致均匀。

这是当时反馈调节器最成功的应用。

[7]瓦特是一位实干家,他没有对调节器进行理论分析,后来J.C.Maxwell从微分方程角度讨论了调节器系统可能产生的不稳定现象,从而开始了对反馈控制动力学问题的理论研究。

[8]2. 自动控制基本理论(经典部分)的发展简史2.1 稳定性理论的早期发展人们很早就开始关注稳定性的问题。

牛顿可能是第一个关注动态系统稳定性的人。

1687年,牛顿在他的《数学原理》中对围绕引力中心做圆周运动的质点进行了研究。

他假设引力与质点到中心距离的q 次方成正比。

牛顿发现,假设q>-3 ,则在小的扰动后,质点仍将保留在原来的圆周轨道附近运动。

而当q≤-3时,质点将会偏离初始的轨道,或者按螺旋状的轨道离开中心趋向无穷远,或者将落在引力中心上[26]。

在牛顿引力理论建立之后,天文学家曾不断努力以图证明太阳系的稳定性。

特别地,拉格朗日和拉普拉斯在这一问题上做了相当的努力。

1773年,24岁的拉普拉斯“证明了行星到太阳的距离在一些微小的周期变化之内是不变的”。

并因此成为法国科学院副院士[28]。

虽然他们的论证今天看来并不严格,但他们的工作对后来李亚普诺夫的稳定性理论有很大的影响[26]。

直到十九世纪中期,稳定性理论仍集中在对保守系统研究上。

主要是天文学的问题。

在出现控制系统的镇定问题后,科学家们开始考虑非保守系统的稳定性问题。

Clerk Maxwell是第一位利用特征方程的系数来判断系统稳定性的人[26]。

James Clerk Maxwell是第一个对反馈控制系统的稳定性进行系统分析并发表论文的人[8]。

在他1868年的论文“论调节器”(Maxwell J C.On Governors. Proc. Royal Society of London,vol.16:270-283,1868)中,导出了调节器的微分方程,并在平衡点附近进行线性化处理,指出稳定性取决于特征方程的根是否具有负的实部。

麦氏在论文中对三阶微分方程描述的Thomson's governor, Jenkin's governor 以及具有五阶微分方程的Maxwell's governor进行了研究,并给出了系统的稳定性条件。

Maxwell的工作开创了控制理论研究的先河。

[9][10]同一时期在俄国,1872年И.А.维什聂格拉斯基(1831-1895)也对蒸汽机的稳定性问题进行了研究。

И.А.维什聂格拉斯基的论文“论调整器的一般原理”1876年发表在法国科学院院报上。

И.А.维什聂格拉斯基同样利用线性化方法简化问题,用线性微分方程描述由调整对象和调整器组成的系统。

这使问题大大简化。

1878年И.А.维什聂格拉斯基还对非线性继电器型调整器进行了研究。

И.А.维什聂格拉斯基在苏联被视为自动调整理论的奠基人。

[23]Maxwell是一位天才的科学家,在许多方面都有极高的造诣。

他同时还是物理学中电磁理论的创立人(见其论文“A dynamical theory of the electromagnetic field”,1864)。

目前的研究表明,Maxwell事实上在1863年9月即已基本完成了其有关稳定性方面的研究工作。

[10]Maxwell在他的论文中还催促数学家们尽快地解决多项式的系数同多项式的根的关系的问题。

由于五次以上的多项式没有直接的求根公式,这给判断高阶系统的稳定性代来了困难。

[9]约在1875年,Maxwell担任了剑桥Adams Prize的评奖委员。

这项两年一次的奖授予在该委员会所选科学主题方面竟争的最佳论文。

1877年的Adams Prize的主题是“运动的稳定性”。

E.J.Routh在这项竟赛中以其跟据多项式的系数决定多项式在右半平面的根的数目的论文夺得桂冠(Routh E J.A Treatise on the Stability of Motion.London,U.K.:Macmillan,1877)。

Routh的这一成果现在被称为劳斯判据。

Routh工作的意义在于将当时各种有关稳定性的孤立的结论和非系统的结果统一起来,开始建立有关动态稳定性的系统理论。

[26]Edward John Routh 1831年1月20日出生在加拿大的魁北克。

他父亲是一位在Waterloo服役的英国军官。

Routh 11岁那年回到英国,在de Morgan指导下学习数学。

在剑桥学习的毕业考试中,他获得第一名。

并得到了“Senior Wrangler”的荣誉称号。

(Clerk Maxwell排在了第二位。

尽管Clerk Maxwell当时被称为最聪明的人。

)毕业后Routh开始从事私人数学教师的工作。

从1855年到1888年Routh教了600多名学生,其中有27位获得“SEnior Wrangler”称号。

建立了无可匹敌的业绩。

Routh于1907年6月7日去世,享年76岁。

[25]Routh之后大约二十年,1895年,瑞士数学家A. Hurwitz在不了解Routh工作的情况下,独立给出了跟据多项式的系数决定多项式的根是否都具有负实部的另一中方法(Hurwitz A. On the conditions under which an equation has only roots with negative real parts. Mathematische Annelen,vol.46:273-284,1895)。

Hurwitz的条件同Routh的条件在本质上是一致的。

[9]因此这一稳定性判据现在也被称为Routh-Hurwitz稳定性判据[1]。

1892年,俄罗斯伟大的数学力学家A.M.Lyapunov(1857.5.25-1918.11.3)发表了其具有深远历史意义的博士论文“运动稳定性的一般问题”(The General Problem of the Stability of Motion,1892)。

在这一论文中,他提出了为当今学术界广为应用且影响巨大的李亚普诺夫方法,也即李亚普诺夫第二方法或李亚普诺夫直接方法。

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