自动控制的发展历史
自动控制系统的发展历史
自动控制系统的发展历史
自动控制系统由古代蒸汽机发展而来，一直至今一直在持续发展。
古代，机械式自动控制系统主要是通过机械开关、压力罐和油封等实现自动控制的，但由于技术限制，其发展受到限制。
20世纪30年代，受到信息技术的发展，有机械、电气、液压和电动四大系统合力推动自动控制系统的发展，构成了现代自动控制系统的基础。
20世纪40年代，研究者开始将电子技术引入自动控制领域，以解决传统机械技术所无法解决的问题。
他们利用电子技术发展出数字自动控制系统，把电子元件、逻辑控制器和计算机连接起来，使计算机系统更加智能化。
为自动控制系统的发展奠定了坚实的基础。
20世纪50年代，研究者将微处理器、微计算机、大规模集成电路和空间结构等精密电子元件引入自动控制系统，构成了更加完善的数字自动控制系统，并实现了计算机网络系统的发展。
这使自动控制系统拥有了更好的可靠性、可准确控制比较大的运行系统。
大量的自动控制设备研制成功，自动控制技术应用于工业生产，大大提高了工业生产的效率。
20世纪60年代，随着计算机和电子技术的高速发展，自动控制系统的性能也在不断改善。
自动控制原理的发展历史
自动控制原理的发展历史示例文章篇一：哎呀，你知道吗？自动控制原理这东西，那可是有着超级有趣的发展历史呢！想当初，人们还在为怎么能让各种东西自动工作而绞尽脑汁。
就好像我们在玩拼图，一块一块地尝试，想要拼出一幅完美的画面。
一开始的时候，那可简单得很。
比如说，水车的转动，利用水流的力量让它自己不停地转啊转，这是不是也算一种自动控制呀？哈哈，这就像是一只小蜗牛，虽然走得慢，但一直朝着目标前进。
后来呢，工业革命来了！机器变得越来越多，越来越复杂。
人们就想着，能不能让这些机器自己聪明地干活，不用人一直盯着。
这时候，自动控制原理就开始慢慢长大啦。
有个叫瓦特的人，发明了蒸汽机调速器。
这玩意儿可厉害啦，就像给蒸汽机这个大力士戴上了一个聪明的帽子，能让它稳定地工作，不会一会儿快一会儿慢。
你说神奇不神奇？再后来，世界大战的时候，那些武器也需要更精准的控制。
这时候，自动控制原理就像一个小战士，不断成长，变得越来越强大。
到了现在，自动控制原理简直无处不在！家里的空调，能自己调节温度，难道不是很舒服吗？马路上的红绿灯，能根据车流量自己变换，这难道不是很聪明吗？自动控制原理的发展，就像我们从幼儿园慢慢长大，上小学、中学、大学，不断学习新的知识，变得越来越厉害！你想想，如果没有自动控制原理，我们的生活得变得多麻烦呀？飞机不能自动导航，汽车不能自动驾驶，那得多可怕呀！所以说，自动控制原理的发展可真是太重要啦，它让我们的生活变得越来越方便，越来越美好！示例文章篇二：《自动控制原理的发展历史》嘿，同学们！你们知道吗？自动控制原理这东西可太神奇啦！它的发展就像是一场超级精彩的冒险！想想看，很久以前，人们可没有什么自动控制的概念。
那时候，做什么事情都得靠手工，又慢又累。
比如说，要灌溉农田，就得有人一直守着水渠开关，多麻烦呀！这就好像是在黑暗中摸索，没有方向。
后来呢，慢慢地，一些聪明的脑袋开始琢磨啦。
这不就跟我们做数学题一样，遇到难题就想办法解决嘛！于是，出现了一些简单的自动控制装置。
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。
PLC发展历史
PLC发展历史PLC，即可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），是一种专门用于工业自动化控制的电子设备。
它通过编程来实现自动化控制，广泛应用于工厂、机械设备、交通系统等领域。
下面将详细介绍PLC的发展历史。
1. 早期自动化控制系统在20世纪60年代之前，工厂和机械设备的控制主要依靠电气继电器和电路来完成。
这种控制方式存在着路线复杂、维护难点、可靠性低等问题，无法满足快速变化的生产需求。
2. 第一代PLC的浮现20世纪60年代末，PLC问世，标志着自动化控制进入了一个新的时代。
第一代PLC由德国西门子公司研发，它采用了数字电子技术和微处理器，通过编程来实现控制功能。
与传统的继电器控制相比，PLC具有编程灵便、可靠性高、易于维护等优势。
3. PLC的发展与应用扩展随着技术的不断进步，PLC在20世纪70年代得到了广泛的应用。
PLC的功能不断增强，支持更复杂的控制逻辑和更多的输入输出点。
同时，PLC的体积也不断减小，成本逐渐降低，使得更多的企业和行业能够采用PLC进行自动化控制。
4. PLC的网络化与开放性20世纪80年代，PLC开始向网络化和开放性发展。
PLC可以通过通信接口与其他设备进行数据交换，实现了分布式控制和远程监控。
此外，PLC的编程环境也得到了改善，采用了更友好的图形化编程界面，使得工程师能够更方便地进行编程和调试。
5. PLC的智能化与集成化21世纪初，PLC进一步智能化和集成化。
PLC开始支持更多的通信协议和网络标准，能够与其他自动化设备实现无缝对接。
此外，PLC还具备了更强大的计算和处理能力，能够处理更复杂的控制算法和任务。
6. PLC的未来发展趋势随着工业4.0和物联网的兴起，PLC的发展前景非常广阔。
未来，PLC将更加注重与云计算、大数据、人工智能等先进技术的结合，实现更智能、更高效的自动化控制。
同时，PLC还将进一步提升在安全性、可靠性和可维护性等方面的性能，以满足不断变化的工业需求。
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。
我国自动化控制的发展之路
我国自动化控制的发展之路自动化控制是现代工业、农业、服务业等领域不可或缺的一部分，它对于提高生产效率、降低成本、提高产品质量等方面具有重要意义。
随着我国经济的快速发展，自动化控制也得到了越来越多的关注和应用。
本文将对我国自动化控制的发展之路进行探讨。
一、自动化控制的发展历程我国自动化控制的发展历程可以追溯到上世纪50年代，当时主要是引进和消化国外先进技术，开展自动化控制系统工程。
随着改革开放的深入推进，我国自动化控制领域取得了长足的进步，从工业生产自动化到农业自动化、交通运输自动化等领域都得到了广泛应用。
特别是近年来，随着信息技术、人工智能等领域的快速发展，自动化控制也得到了更加广泛的应用。
二、自动化控制的应用领域1.工业生产自动化工业生产自动化是自动化控制最为广泛的应用领域之一。
通过自动化控制系统，可以实现生产线的自动化控制，提高生产效率和质量。
同时，还可以实现生产过程的智能化管理，降低生产成本，提高企业的竞争力。
2.农业自动化农业自动化也是自动化控制的重要应用领域之一。
通过应用自动化控制系统，可以实现农业机械的智能化控制，提高农业生产效率和质量。
同时，还可以实现农业环境的监测和管理，提高农业生产的可持续性和安全性。
3.交通运输自动化交通运输自动化也是自动化控制的重要应用领域之一。
通过应用自动化控制系统，可以实现交通信号灯的智能化控制，提高交通流量和道路利用率。
同时，还可以实现交通安全的监测和管理，降低交通事故的发生率。
三、自动化控制的发展趋势1.智能化随着人工智能等领域的快速发展，自动化控制也将会越来越智能化。
通过引入人工智能技术，可以实现自动化控制系统的自主决策和优化，提高系统的智能性和适应性。
2.绿色化随着环保意识的不断提高，自动化控制也将会越来越注重绿色化。
通过采用节能环保的技术和设备，可以实现自动化控制系统的低能耗、低排放，为可持续发展做出贡献。
3.集成化随着物联网、云计算等领域的快速发展，自动化控制也将会越来越集成化。
自动控制的发展历程
自动控制的发展历程
自动控制的发展可以追溯到远古时代，人类开始使用简单的机械装置来控制不同的工作和活动。
随着科技和工业的发展，自动控制的概念逐渐得到了完善和应用。
在18世纪末至19世纪初，工业革命带来了机械化生产的进一步发展，自动控制技术开始应用于机器和工厂的运作。
早期的自动控制系统主要是基于机械装置和电气控制，如自动车床和自动纺织机等。
20世纪初，电气工程的发展推动了自动控制技术的革新。
电动机、电磁继电器和开关等的应用增强了系统的灵活性和可编程性。
这些技术不仅用于工业领域，还广泛应用于交通运输、通信、能源等领域。
随着计算机技术的进步，自动控制系统进入了数字化时代。
20世纪50年代，数字计算机开始应用于自动控制系统中，代替了传统的机械和电气装置。
数字控制系统和逻辑控制器的出现使得自动控制系统的精度和效率大幅提高。
到了21世纪，自动控制技术继续迎来了创新和发展。
随着传感器技术、通信技术和人工智能的不断进步，自动控制系统变得更加智能化和自适应。
各种智能控制算法和机器学习方法被应用于不同的领域，提高了自动控制系统的性能和可靠性。
未来，自动控制技术还将继续发展。
随着物联网、云计算和大数据技术的成熟，自动控制系统将与其他领域的技术相结合，
实现更为智能和高效的控制方式。
同时，自动控制技术也将在智能家居、智能交通、智能制造等方面得到广泛应用，为人类的生活和工作带来更多的便利和效益。
自动控制系统的发展历史
自动控制系统的发展历史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”。
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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。
N. Wiener 东华大学信息科学与技术学院
N. Wiener, shown here in 1954 with Yuk Wing Lee (left) and Amar G. Bose, discussing an aspect of statistical communication theory
自动控制技术与人类进步
Automatic Control & Human Civilization
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。自动化也即现代化。
东华大学信息科学与技术学院
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自动控制（Automatic Control ）
定义
实现自动化的主要手段。目的是在没有人的直接参与下使生 产或其他过程或过程中某些物理量按照一定的工作程序或指定规 律进行。
分连续控制和断续（离散）控制两种。 电子计算机的利用促进了自动控制的发展，对技术工具的调 整，控制程序的组织和改变都可实现自动化。 自动控制也包括对远处对象的控制，例如对火箭和人造卫星 的遥远控制。
东华大学信息科学与技术学院
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(11)由徐寿设计的中国第一艘蒸 汽轮船“黄鹄”号(L20m, 25T, 10km/hr)在安庆内军械所下水 (1866)。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(62mx10m), 392匹马力， 600T排水，备炮9门
东华大学信息科学与技术学院
“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：
东华大学信息科学与技术学院
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(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)
西汉漏壶
东华大学信息科学与技术学院
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(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)
东华大学信息科学与技术学院
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(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)
东华大学信息科学与技术学院
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(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)
东华大学信息科学与技术学院
7Байду номын сангаас
(8) 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)
V. B东ush 华大学信息科学与技术学院
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(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
东华大学信息科学与技术学院
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(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：
东华大学信息科学与技术学院
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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
(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)
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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)
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(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)
东华大学信息科学与技术学院
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自动化（Automation）
定义
采用能自动启闭、调节、检查、加工和控制的机器、设备进 行各种作业，以代替人工直接操作的措施。是机械化的更高阶段。
部分采用自动装置，部分由人工操作的，称“半自动化”。 在一台独立设备上实现自动化的，称“单机自动化”。 整个生产过程从进料、加工、传送、检查，以至完成产品， 能自动按人们预定的程序和要求进行，而启动、调整、停车以及 排除故障等仍由人工操作的，称“综合自动化”。 如调整、停车、故障排除及其后的重新启动等操作也都能自 动实现的，则称“全盘自动化”。
东华大学信息科学与技术学院
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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.)