1.1 自动控制理论的形成与发展
自动控制的应用 ：
❖ 开始多用于工农业生产：如压力、张力、温度、流量、 位移、湿度、粘度等自动控制；
❖ 后来进入军事领域：如飞机自动驾驶、火炮自动跟踪、 导弹、卫星、宇宙飞船等自动控制；
❖ 目前已涉及到更多领域：如社会经济（模拟经济管理 过程、经济控制论、大系统、交通管理、图书管理 等） ，生物工程（如生物控制论、波斯顿假肢、人造 器官等）。
1.1 自动控制理论的形成与发展
具有“自动”功能的装置的历史可追溯到公元前 14~11 世 纪 在 中 国 、 埃 及 和 巴 比 伦 出 现 的 自 动 计 时 器——水钟，又称漏刻、漏滴或漏壶等。
1.1 自动控制理论的形成与发展
公 元 4 世 纪 ， 希 腊 柏 拉 图 (Platon) 首 先 使 用 了 “控制论”一词。
1892年俄-李雅普诺夫出版了专著“论运动稳定性的一般 问题”，提出了用李雅普诺夫函数的正定性及其导数的负定 性判别系统稳定性的准则，从而建立了动力学系统的一般稳 定性理论。
1.1 自动控制理论的形成与发展
1.1.1 经典控制理论
1. 稳定性理论的建立
做出杰出贡献的人物主要有：
➢ 英国物理学家牛顿（Isaac Newton，1642-1727） ➢ 法国数学家拉格朗日（Joseph Louis Lagrange，1736-1813） ➢ 法国数学家拉普拉斯（Pierre-Simon Laplace，1749-1827） ➢ 英国物理学家麦克斯韦（James Clerk Maxwell，1831-1879）
1.1 自动控制理论的形成与发展
1.1.1 经典控制理论
1. 稳定性理论的建立
1868年，英-麦克斯韦(J.C.Maxwell)发表了“论调速器” 一文，对它的稳定性进行了分析，指出控制系统的品质可用 微分方程来描述，系统的稳定性可用特征方程根的位置和形 式来研究。当属最早的理论工作。
1877年英-劳斯(E.J.Routh)和德-胡尔维茨(A.Hurwitz)先后 提出了根据代数方程系数判别系统稳定性的准则。
1.1 自动控制理论的形成与发展
1.1.1 经典控制理论
2. 频域法与根轨迹法的建立
1948 年 美 国 维 纳 (N.Wiener) 出 版 了 专 著 《 控 制 论—关于在动物和机器中控制和通信的科学》，系统 地论述了控制理论的一般原理和方法，推广了反馈的 概念，为控制理论学科的发展奠定了基础。该书的出 版标志控制学科的诞生。
1.1 自动控制理论的形成与发展
1.1.1 经典控制理论
2. 频域法与根轨迹法的建立
直到第二次世界大战期间，这种情况才有了改变。 例如：
军舰上的大炮和高射炮组，其伺服机构迫切需要 自动控制系统的全程控制。对于迅速变化的信号，控 制系统的准确跟踪是最重要的。
因此促进了经典控制理论的巨大发展。先后出现 了奈奎斯特、伯德的频率法和依文思的根轨迹法。
1.1 自动控制理论的形成与发展
1.1.1 经典控制理论
1. 稳定性理论的建立
➢ 苏联自动调整理论的奠基人 И.А.维什聂格拉斯基（18311895）
➢ 英国数学家劳斯(E. J. Routh, 1831-1907) ➢ 德国数学家胡尔维茨（A. Hurwitz, 1859-1919） ➢ 俄国数学力学家李亚普诺夫（A. M. Lyapunov，1857-1918）
1954年我国-钱学森在美出版了《工程控制论》 一书，书中所阐述的基本理论和观点，奠定了工程控 制论的基础。
1.1 自动控制理论的形成与发展
1.1.1 经典控制理论
2. 频域法与根轨迹法的建立
做出杰出贡献的人物主要有： ➢ Bell实验室工程师布莱克（H. S. Black） ➢ 美国物理学家奈奎斯特（Harry Nyquist，1889-1976） ➢ 前苏联学者米哈依洛夫 ➢ Bell实验室的数学家伯德（Hendrik Bode, 1905-1982） ➢ 美国数学家维纳（Norbert Wiener, 1894-1964）
自动控制理论简介
主要内容：
1. 自动控制理论的形成与发展 2. 自动控制系统的基本概念 3. 自动控制系统的基本构成 4. 自动控制系统的分类 5. 对自动控制系统的基本要求
1.1 自动控制理论的形成与发展
自动控制——是指在没有人的直接干预下，利 用物理装置对工艺过程或生产设备进行合理的控制， 使被控制的物理量保持恒定，或论的形成与发展
1.1.1 经典控制理论
1. 稳定性理论的建立
对于早期的控制系统，其目的多用于恒值控制， 主要的设计原则是静态准确度和防止不稳定，而暂态 响应的性能是次要的。
这一时期，研究工作的重点是系统的稳定性和稳 态偏差，采用的数学工具是微分方程解析法，它们是 在时间域上进行讨论的，通常称这些方法为控制理论 的时间域方法，简称时域法。
1765年，俄国人普尔佐诺夫(I. Polzunov)发明了 浮子阀门式水位调节器，用于蒸汽锅炉水位的自动 控制。
1788年，瓦特(James Watt, 1736-1819)由蒸气冲 动水壶盖得到启发发明了蒸气机，此后他给蒸气机 添加了一个“节流”控制器即节流阀，它由一个离 心“调节器”操纵，用于调节蒸气流，以便确保引 擎工作时速度大致均匀，这是当时反馈调节器最成 功的应用。
1.1 自动控制理论的形成与发展 控制理论的发展阶段：
经典控制理论 现代控制理论 智能控制理论
1.1 自动控制理论的形成与发展
1.1.1 经典控制理论
经典控制理论是20世纪50年代之前发展起来的， 前后经历了较长时间，成熟于50年代中期。
经典控制理论最初被称为自动调节原理，适用于 较简单系统特定变量的调节。随着后期现代控制理论 的出现，故改称为经典控制理论。
1.1 自动控制理论的形成与发展
1.1.1 经典控制理论
2. 频域法与根轨迹法的建立
1932年美籍瑞典-奈奎斯特(H.Nyquist)提出了根 据频率响应判别反馈系统暂态特性的准则。
1948年美-伊文思(W.R. Evans)根据反馈系统开环 和闭环传递函数之间的关系，提出了一种由开环传递 函数求闭环特征根的简便方法，在工程中得到了广泛 的应用。这种方法称为根轨迹法。