这种调节器系统如图

1.1.2 所示，浮球探测到水面的高度值，并用来控制锅炉内进水阀门的

开度。

 

在

1868 年以前的整个时期，自动控制系统的发展仅仅是靠直觉和发明。为了提高控制系统

精度，不得不减慢瞬变震荡的衰减，甚至导致系统的不稳定。因此，有必要发展一套自动控
制的理论。

J.C.Maxwell 总结了一套与控制理论结合的

 

学理论，而这套控制理论用用了控制器不同的等效模型。他的研究还注意到了和系统性能密
切相关的不同参数的影响。与此同时，

I.A.Vyshnegradskii 也总结出一套控制器的数学理论来。

 
1932 年奈奎斯特(H.Nyquist)提出了研究控制系统的频率发。1948 年伊文思提出了根轨迹法，
这两大重大贡献，是自动控制理论和控制技术发展史上的里程碑。建立在频率法和根轨迹法
基础上的控制理论成为经典控制理论。

 

第二次世界大战前，美国和西欧的自动控制理论，在发展方式上与俄国和东欧有很大差别。
在 美 国 ， 应 用 反 馈 的 主 要 促 进 因 素 是 电 话 系 统 的 发 展 ， 以 及

Bell 电 话 实 验 室 的

Bode、Nyquist 和 Black 对电子反馈放大器的改进，主要是用频域来描述整个控制过程。与此
相反，前苏联接触的数学家和机械学家在控制理论领域占主流。因此，俄国的理论更倾向与
运用不同方程的时域公式。

 

第二次世界大战是自动控制理论的理论和实践得到巨大发展的时期。因为当时，必须设计和
制造自动领航系统、火炮位置系统、雷达天线控制系统和其他建立在反馈控制方法基础上的
军事系统。这些军事系统的复杂性和优良的性能都要求必须发展不同的控制技术，提高控制
系统的性能，以及发展新的理论和方法等。

 

在

1940 年前，控制系统的设计是一种伴随着不断试验和失败的过程。而在 20 世纪 40 年代

后，越来越多的数学和分析方法得到应用，控制工程才真正成为一门独立的工程学科。

 

第二次世界大战后，随着拉氏变换和复频面得到越来越多的应用，频域技术渐渐成为控制
领域的主流。

20 世纪 50 年代，控制工程领域的重点放在 s 平面法(特别是根轨迹法)的发展

和运用上。而在

20 世纪 80 年代，数字计算机作为控制元件日渐普遍。这种有着快速精确计

算性能的控制元件的技术，在以前的控制工程中是无法实现的。这些计算机特别适用于同时
测量和控制多种变量的系统中。

 

20 世纪 50 年代末到 60 年代初，核能、电子计算机以及空间技术的科学发展，对自动控制科
学提供了更高的要求。随着人造卫星和空间时代的来临，控制工程拥有了新的巨大推动力，
因为有必要为运载火箭和空间探测器设计一种复杂、高精度的控制系统。由前苏联人
L.S.Pontryagin,美国人 R.Bellman 发展的最优化控制的现代理论，以及进来对鲁棒系统的研
究，也对时域方法作出了贡献。大型复杂系统的控制，高速度控制操作及高精度控制品质的
要求，使经典控制理论的局限性暴露出来，促使人们寻找更完善的控制理论和更高级的控
制技术。在这种背景下，贝尔漫等人提出了状态空间法。

1960 年贝尔漫在控制系统的研究中

成功地应用了状态空间法，并提出了能控性和能观测性的新概念，被认为是现代控制理论
发展的开端。

20 世纪 60 年代以后迅速发展的信控制理论，如模糊控制、最优控制、系统辨识、

多变量控制、自适应控