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2002 控制原理 本章主要内容:1.11.21.31.41.51.6 1.5.1 前期控制（1400BC-1900） 中国，埃及和巴比伦出现自动计时漏壶(1400BC-1100BC)。 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). 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)。 希腊Philon发明了采用浮球调节器来保持燃油液面高度的油灯。 (BC250年)。 Back 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) Back Back 英国J. Watt用离心式调速器控制蒸汽机的速度(1788年) 英国J. C. Maxwell发表“论调速器”(On Governors)论文(1868年) 英国E.J. Routh建立Routh判据(Routh-Hurwitz Stability Criteria)(1875年) 俄国A.M. Lyapunov博士论文“论运动稳定性的一般问题” (1892年) 1.5.2 经典控制（1935-1950） 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)。 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)。 Back Back 美国H.S. Black提出放大器性能的负反馈方法(Negative Feedback Amplifier) (1927) Back 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” Back 美国贝尔实验室的H. Bode(1938)，以及Nyquist(1940)提出频率响应法。 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) 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)。 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。 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)。 控制原理 第一章绪论 School of Mechanical Automation * 武汉科技大学机械自动化学院 控制原理 第一章绪论 School of Mechanical Automation 武汉科技大学机械自动化学院 控制原理 机械自动化学院 2005年8月 控制及自动控制系统的概念 控制系统的基本结构 控制的基本要求 控制系统的分类 控制理论的历史发展 参考文献 1.1 控制及自动控制系统的概念 1.1.1 控制的定义 控制是指一事物对另一事物所施加的约束，这种约束具有以下特点 这种约束具有某种不确定性； 这种不确定性可由信息来表示; 控制的过程就是消除这种不确定性的过程。 例1.[机构运动]:如右图中的从动件的运动方向、速度和距离均受到约束，且这种约束是具有不确定性的。 例2.[钢铁轧制]:轧出厚度一致的高精度铁板 ?温度控制,速度控制,厚度控制,张力控制,等等。 1.1.2 自动控制 在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置（称 ）, 使机器、设备或生产过程（ ）的某个工作状态或参数（即 ）自动地按照预定的规律运行。 控制装置或控制器 被控对象 被控量 例3.[程控机床]:自动进刀切削，加工出预期的几何形 状?直线、圆弧等各种差补控制，进给量控制,等等。 1.1.3 控制系统的工作原理和组成 1.1.3.1 Some Examples 恒温箱温度控制 人工控温 自动控温 液位控制系统 人工/自动控制 控制过程: 观测恒温箱内的温度（被控制量） 与要求的温度