(6) 1954年美国德沃（George Devol）研制出第一台 工业机器人样机，两年后，被称为机器人之父的恩 格尔伯格 （Joseph Engelberger）创立了第一家机器 人公司－通用机器人（Unimation）
R.E. Kalman
(7) 1960年美籍匈牙利人卡尔曼（R. E. Kalman）发 表“控制系统全面理论”（“On the General Theory of Control Systems”）等论文，引入状态空间法分析系 统，提出能控性，能观测性，最佳调节器和kalman 滤波等概念，奠定了现代控制理论的基础
(5) 1937年英国图灵（A. M. Turine）提出图灵计 算机的设想
(6) 在贝尔实验室Bode领导的火炮控制系统研究小组 工作的申龙（C. Shannon） 1938年提出继电器逻辑 自动化理论，1948年发表专著《通信的数字理论》 (The Mathematical Theory of Communication)，奠 定了信息论的基础
(13) 1970年英国罗森布拉克（H.H
Rosenbrock ）发表“状态矢量空间与多变
量理论”（State Space and Multivariable
Theory）。 1974年加拿大旺纳姆（W.M
System)
(8) 1948年美国尹文思（W. Evans）提出根轨迹法 (Root Locus Method) ，完成了以单输入线性系统为 对象的经典控制研究工作。
(9) 多本有关经典控制的经典名著相继出版，包 括1942年史密斯（Ed. S. Smith）的《自动控制 工程学》（《Automatic Control Engineering 》）， 1945年H. Bode的《回路分析和反馈放 大器》（ 《 Network Analysis and Feedback Amplifier 》 ）， 1945年麦科尔（L.A. MacColl）的《伺服系统基本原理》（《 Fundamental Theory of Servomechanisms》） ，以及1954年钱学森的《工程控制论》(《 Engineering Cybernetics》)
(8) 1961年苏联东方-１号飞船载着加加林进入人造 地球卫星轨道，开始了人类宇航时代
宇宙哥伦
布-加加林
第一个绕预定 轨道飞行的载 人太空舱
1961年，苏联的 东方一号载着人 类历史上第一名 宇航员加加林飞
向太空
1961年4月12日，莫斯 科时间9点零7分，27 岁的加加林离开了地 球，飞向太空。108分 钟以后，加加林重返 地球。飞行的最大高 度是327000米。最大 时速为28260公里。
控制理论的发展史
I. 前期控制(公元前1400 – 公元1900) 工业机器
II. 经典控制前期 (1900年-1935年)
III. 经典控制(1935年-1950年)
空间技术
Ⅳ. 现代控制 (1950年- )
控制理论
I.前期控制(Early Control)(公元前1400 – 公元1900)
都江堰
(2) 公元100年亚历山大的希 罗发明开闭庙门和分发圣水 等自动装置，把硬币投入储 钱箱，大门就会自动开启。 在装置中投入一个硬币，就 会有圣水从洞中喷出。
(3)公元132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。
(4)公元235年中国马钧研制出用齿轮传动的自动 指示方向的指南车
Ⅳ现代控制(Modern Control) (1950年- )
二次世界大战中火炮，雷达，飞机以及通讯系统的 控制研究直接推动了经典控制的发展。五十年代后 兴起的现代控制起源于冷战时期的军备竞赛，如导 弹(发射，操纵，指导及跟踪)，卫星，航天器和星 球大战，并随着计算机技术的快速发展，使得现代 控制理论发展很快。
N.A. Armstrong
(12) 1967年瑞典奥斯特隆姆（Karl J.
Astrom）提出最小二乘辩识，解决了线性
定常系统参数估计问题和定阶方法，六年
后，提出了自启调节器，建立自适应控制
的基础。Astrom于1993年获得IEEE荣誉
奖章（IEEE Medal of Honor）。
K. J. Astrom
指南车模型图
指南车结构图
提花织机结构图
(5) 1637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
(6)英国瓦特（J. Watt）1765年发明了蒸汽机， 1788年发明了离心式飞球调速器，通过调速器调 节蒸汽量，从而保证蒸汽机在不同的工作负荷时 ，保持一定的转速。
(7) 1868年英国麦克斯威尔（J. C. Maxwell）发表“ 论调速器” (On Governors)文章；从理论上加以提 高，并首先提出了“反馈控制”的概念”
(8) 1875年英国劳斯（E.J. Routh ）建立Routh判据
(Routh-Hurwitz Stability Criteria)
控制工程基础第1章绪论
2020年4月28日星期二
教材： 《控制工程基础》机械工业出版社 祝守新 主编 《控制工程基础》机械工业出版社 燕山大学 王益群 孔祥东 主编 参考教材： 《控制工程基础》浙江大学出版社 张尚才 主编
第一章 绪论
第一节 概述--控制理论的发展史 第二节 自动控制系统的基本概念
(3) 1957年国际自动控制联合会(IFAC) 成立，中国为发起国之一，第一届学 术会议于1960年在莫斯科召开
地对空导弹 F4 幻影飞机
(4) 1952年美国麻省理工学院的伺服机构 实验室（Servomechanism Laboratory） 研制出第一台数控机床
(5) 1957年世界第一颗人造地球卫星(Sputnik) 由苏联发射成功
第一节 概述 控制理论的发展史
--自动控制技术与人类进步 Automatic Control & Human 前言 Civilization
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。
II.经典控制前期(The Pre-classical Period) (1900 年-1935年)
(1) 1913年美国福特(Ford Motor)汽 车公司建成最早的汽车装配流水线
(2) 1922年美国米罗斯基( N.
Minorsky)研制出用于船舶驾驶的伺
服结构，提出PID控制方法
汽车装配流水线
导弹
卫星
航天器
(1) 1956年苏联庞特里亚 金（L.S. Pontryagin）发 表“最优过程数学理论”， 提出极大值原理 (Maximum Principle) L.S. Pontryagin
(2) 1957年美国贝尔曼（R. Bellman） 发表著名的动态规划（Dynamic Programming），建立最优控制的基 础
“反馈是一种控制系统的方法，该方法将系统的输出 作用于系统的输入。” 闭环控制系统的结构框图：
(6) 1925年美国斯佩雷（E. Sperry）研制出火炮控制 器，1929年梅森（C. Mason）研制出气压反馈控制器
火炮控制器
气压反馈控制器
III. 经典控制(Classical Control)(1935年-1950年)
(3) 1928年美国MIT的万尼瓦尔.布什 (Vannevar Bush)
研制成第一台大型模拟计算机(Differential Analyzer)
V. Bush
大型模拟计算机
(4) 1927年美国布雷克 (H.S. Black)提出放大器性 的负反馈方法(Negative Feedback Amplifier)
C. E. Shannon
两士兵在用装载有火炮控制系 统的装置追踪发射炮弹轨迹
(7) MIT辐射实验室（Radiation Laboratory）在研究SCR-584雷达 控制系统的过程中，创立了尼科尔 斯图解设计方法（Nichols Chart Design Method），菲利普（R. S. Philips）的噪音伺服系统（On Noise in Servomechanisms），以 及霍尔维兹（Hurewicz ）(1947)的 数字控制系统(Sampled Data
1957. Laika. Sputnik 二号
Sputnik一号为第一个 向太空发射的人造卫星
1957年10月4日，火箭将第 一颗人造卫星Sputnik送往 太空。升空照片至今没有向 世人公开。右面的这张照片 是从1967年的一部苏联记录 片中剪辑出来的。
科罗廖夫（S. Korolev） (1906-1966),俄 国太空船设计 者，东方号飞 船和上升号飞 船的总设计师
H. S. Black
(5)闭环控制(反馈）--自动控制的基础。控制论的奠 基人维纳 (N.Wiener) 1948年对此给出的定义为：
“Feedback is a method of controlling a system by inserting into it the result of its past performance”
苏联发行的一枚专门 纪念加加林的邮票
(9) 1963年, 美国的扎德（Lofti Zadeh）与戴森（C. Desoer）发表“线性系统－状态矢量空间方法”（ Linear Systems - A State Space Approach ） 。1965 年，Zadeh提出模糊集合和模糊控制概念
Zadeh
(0)具有反馈控 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。