http://www.kblhh.cn 2009-04-23 14:53
編者語:1788年英國機械師J.瓦特發明離心式調速器(又稱飛球調速器)﹐并把它與蒸汽機的閥門連接起來﹐構成蒸汽機轉速的閉環自動控制系統(見圖瓦特離心式調速器對蒸汽機轉速的控制)。瓦特的這項發明開創了近代自動調節裝置應用的新紀元﹐對第一次工業革命及后來控制理論的發展有重要影響。
自動調節器的廣泛應用在這一時期中﹐由于第一次工業革命的需要﹐人們開始采用自動調節裝置﹐來對付工業生產中提出的控制問題。自動調節器應用標志著自動化技術進入新的歷史時期。
1854年俄國機械學家和電工學家К﹒И﹒康斯坦丁諾夫發明電磁調速器。1868年法國工程師J.法爾科發明反饋調節器﹐并把它與蒸汽閥連接起來﹐操縱蒸汽船的舵。他把這種自動控制的氣動船舵稱為伺服機構。到了20世紀20~30年代﹐美國開始采用PID調節器。PID調節器是一種模擬式調節器﹐現在還有許多工廠采用這種調節器。
1868年英國物理學家J.C.麥克斯韋發表《論調速器》的文章﹐總結了無靜差調速器的理論。
1892年俄國數學家李雅普諾夫﹐А.М.發表《論運動穩定性的一般問題》的專著﹐從數學方面給運動穩定性的概念下了嚴格的定義﹐并研究出解決穩定性問題的兩種方法。李雅普諾夫第一法又稱一次近似法﹐明確了用線性微分方程分析穩定性的確切適用范圍。李雅普諾夫穩定性理論至今仍是分析系統穩定性的重要方法。
1927年美國貝爾電話實驗室的電氣工程師H.S.布萊克在解決電子管放大器失真問題時首先引入反饋的概念。
1932年美國電信工程師奈奎斯特﹐H.提出著名的奈奎斯特穩定判據﹐可以直接根據系統的傳遞函數來判定反饋系統的穩定性。1938年蘇聯電氣工程師A.B.米哈伊洛夫應用頻率法來研究自動調節系統的穩定性﹐提出著名的米哈伊洛夫穩定判據。
1833年英國數學家C.巴貝奇在設計分析機時首先提出程序控制的原理。他想用法國發明家J.M.雅卡爾設計的編織地毯花樣用的穿孔卡方法來實現分析機的程序控制。1936年英國數學家圖靈﹐A.M.提出著名的圖靈機﹐用來定義可計算函數類﹐建立了算法理論和自動機理論。1938年美國電氣工程師香農﹐C.E.和日本數學家中島﹐以及1941年蘇聯科學家В﹒И﹒舍斯塔科夫﹐分別獨立地建立了邏輯自動機理論﹐用僅有兩種工作狀態的繼電器組成了邏輯自動機﹐實現了邏輯控制。
1922年 N.米諾爾斯基發表《關于船舶自動操舵的穩定性》﹐1934年美國科學家H.L.黑曾發表《關于伺服機構理論》﹐1934年蘇聯科學家И﹒Н﹒沃茲涅先斯基提出《自動調節理論》,1938年蘇聯電氣工程師A.B.米哈伊洛夫提出《頻率法》。這些論文標志著經典控制理論的誕生。1939年蘇聯科學院成立自動學和遠動學研究所(1969年改名為控制問題研究所)。同年美國麻省理工學院建立伺服機構實驗室。這是世界上第一批系統與控制的專業研究機構﹐為20世紀40年代形成經典控制理論和發展局部自動化作了理論上和組織上的準備。