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自动化技术形成时期(18世纪末~20世纪30年代)

http://www.gkong.com 2009-04-23 14:53

  编者语:1788年英国机械师J.瓦特发明离心式调速器(又称飞球调速器)﹐并把它与蒸汽机的阀门连接起来﹐构成蒸汽机转速的闭环自动控制系统(见图瓦特离心式调速器对蒸汽机转速的控制)。瓦特的这项发明开创了近代自动调节装置应用的新纪元﹐对第一次工业革命及后来控制理论的发展有重要影响。

  自动调节器的广泛应用在这一时期中﹐由于第一次工业革命的需要﹐人们开始采用自动调节装置﹐来对付工业生产中提出的控制问题。自动调节器应用标志着自动化技术进入新的历史时期。

  1854年俄国机械学家和电工学家К﹒И﹒康斯坦丁诺夫发明电磁调速器。1868年法国工程师J.法尔科发明反馈调节器﹐并把它与蒸汽阀连接起来﹐操纵蒸汽船的舵。他把这种自动控制的气动船舵称为伺服机构。到了20世纪20~30年代﹐美国开始采用PID调节器。PID调节器是一种模拟式调节器﹐现在还有许多工厂采用这种调节器。

  1868年英国物理学家J.C.麦克斯韦发表《论调速器》的文章﹐总结了无静差调速器的理论。

  1892年俄国数学家李雅普诺夫﹐А.М.发表《论运动稳定性的一般问题》的专著﹐从数学方面给运动稳定性的概念下了严格的定义﹐并研究出解决稳定性问题的两种方法。李雅普诺夫第一法又称一次近似法﹐明确了用线性微分方程分析稳定性的确切适用范围。李雅普诺夫稳定性理论至今仍是分析系统稳定性的重要方法。

  1927年美国贝尔电话实验室的电气工程师H.S.布莱克在解决电子管放大器失真问题时首先引入反馈的概念。

  1932年美国电信工程师奈奎斯特﹐H.提出著名的奈奎斯特稳定判据﹐可以直接根据系统的传递函数来判定反馈系统的稳定性。1938年苏联电气工程师A.B.米哈伊洛夫应用频率法来研究自动调节系统的稳定性﹐提出著名的米哈伊洛夫稳定判据。

  1833年英国数学家C.巴贝奇在设计分析机时首先提出程序控制的原理。他想用法国发明家J.M.雅卡尔设计的编织地毯花样用的穿孔卡方法来实现分析机的程序控制。1936年英国数学家图灵﹐A.M.提出著名的图灵机﹐用来定义可计算函数类﹐建立了算法理论和自动机理论。1938年美国电气工程师香农﹐C.E.和日本数学家中岛﹐以及1941年苏联科学家В﹒И﹒舍斯塔科夫﹐分别独立地建立了逻辑自动机理论﹐用仅有两种工作状态的继电器组成了逻辑自动机﹐实现了逻辑控制。

  1922年 N.米诺尔斯基发表《关于船舶自动操舵的稳定性》﹐1934年美国科学家H.L.黑曾发表《关于伺服机构理论》﹐1934年苏联科学家И﹒Н﹒沃兹涅先斯基提出《自动调节理论》,1938年苏联电气工程师A.B.米哈伊洛夫提出《频率法》。这些论文标志着经典控制理论的诞生。1939年苏联科学院成立自动学和远动学研究所(1969年改名为控制问题研究所)。同年美国麻省理工学院建立伺服机构实验室。这是世界上第一批系统与控制的专业研究机构﹐为20世纪40年代形成经典控制理论和发展局部自动化作了理论上和组织上的准备。

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