自动控制理论论文

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发展、现状以及展望

摘要

:

近一个世纪以来

,科学技术日新月异.在人类征服自然的生产实践活动中孕育、产生的自

动控制理论随着社会生产和科学技术的进步而不断发展、完善起来。实践中出现的问题，促

使科学家们从理论上进行探索研究。控制理论目前还在向更纵深、更广阔的领域发展，无论

在数学工具、理论基础、还是在研究方法上都产生了实质性的飞跃，在信息与控制学科研究

中注入了蓬勃的生命力，启发并扩展了人的思维方式，引导人们去探讨自然界更为深刻的

运动机理。控制理论的深入发展，必将有力地推动社会生产力的发展，提高人民的生活水平，

促进人类社会的向前发展。

关键字

: 自动控制理论

发展现状展望

正

文:

在人类征服自然的生产实践活动中孕育、产生的自动控制理论随着社会生产和科学技术的

进步而不断发展、完善起来。在

1868 年至今的短短一百年中，自动控制理论无论在深度和

广度上都得到了令人吃惊的发展，对人类社会产生了巨大的影响。从瓦特的蒸气机、阿波罗

登月到海弯战争，无处不现示着控制技术的威力。在哲学领域，反馈理论的建立与成功应用，

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”

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”

也使因果关系进一步发展为因果－果因关系，反馈的概念受到人们的重视。

以反馈控制为其主要研究内容的自动控制理论的历史，若从目前公认的第一篇理论论

文

,J.C.Maxwell 在 1868

“

”

年发表的论调节器算起，至今不过一百多年。然而控制思想与

“

”

技术的存在至少已有数千年的历史了。控制这一概念本身即反映了人们对征服自然与外在

的渴望，控制理论与技术也自然而然地在人们认识自然与改造自然的历史中发展起来。

具有反馈控制原理的控制装置在古代就有了。这方面最有代表性的例子当属古代的计时器

“

”

水钟

(

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”

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”

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。

约在公元前三世纪中叶，亚历山大里亚城的斯提西比乌斯

(Ctesibius)首先在受水壶中使用

了浮子

(phellossive tympanum)。按迪尔斯(Diels)本世纪初复原的样品，注入的水是由

圆

锥形的浮子节制的。而这种节制方式即已含有负反馈的思想

(尽管当时并不明确)。[1]

中国有着灿烂的古代文明。中国古代的科学家们对水钟十分得重视，并进行了长期的研究

。据

<<周礼>>

记载，约在公元前

500 年，中国的军队中即已用漏壶作为计时的装置。约

在

公元

120

年，著名的科学家张衡

(78-139,东汉)又提出了用补偿壶解决随水头降低计时不

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”

准确问题的巧妙方法。在他的漏水转浑天仪中，不仅有浮子，漏箭，还有虹吸管和至少一

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”

个补偿壶。最有名的中国水钟铜壶滴漏由铜匠杜子盛和洗运行建造于公元

1316 年(元代

延佑三年

)，并一直连续使用到 1900 年。现保存在广州市博物馆中，但仍能使用。[2][3]