获得这种装置的专利权。

[6][29]和风车技术并行，十八世纪也是蒸气机取得突破发展的时期，

并成为机械工程最瞩目的成就。托马斯

.纽可门和约翰.卡利(又译为考力)是史学界公认的蒸

气机之父。到十八世纪中叶，已有好几百台纽可门式蒸气机在英格兰北部和中部地区、康沃
尔和其他国家服务，但由于其工作效率太低，难以推广。

1765 年俄国的波尔祖诺夫

（

И.И.Полэунов）发明了蒸汽机锅炉的水位自动调节器（这在俄国被认为是世界上的第一

个自动调节器）

[21][23]。1760 年－1800 年，詹姆斯.瓦特对蒸气机进行了彻底得改造，终于

使其得到广泛的应用。在瓦特的改良工作中，

1788 年，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，类似于磨房机工早已用来控制风力面分机磨石

松紧的装置。

“调节器”或“飞球调节器”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。

[7]瓦特是一位实干家，他没有对调节器进行理论分

析，后来

J.C.Maxwell 从微分方程角度讨论了调节器系统可能产生的不稳定现象，从而开始

了对反馈控制动力学问题的理论研究。

[8] 

      早在古代，劳动人民就凭借生产实践中积累的丰富经验和对反馈概念的直观认识，发明
了许多闪烁控制理论智慧火花的杰作。例如，我国北宋时代（公元

1086～1089 年）苏颂和

韩公廉利用天衡装置制造的水运仪象台，就是一个按负反馈原理构成的闭环非线性自动控
制系统；

1681 年 DennisPapin 发明了用做安全调节装置的锅炉压力调节器；1765 年俄国人

普尔佐诺夫（

I．Polzunov ）发明了蒸汽锅炉水位调节器等等 1788，英国人瓦特（James W

att）在他发明的蒸汽机上使用了离心调速器，解决了蒸汽机的速度控制问题，引起了人们
对控制技术的重视。以后人们曾经试图改善调速器的准确性，却常常导致系统产生振荡。

 

      实践中出现的问题，促使科学家们从理论上进行探索研究。1868 年，英国物理学家麦克
斯韦（

J．C．Maxwell）通过对调速系统线性常微分方程的建立和分析，解释了瓦特速度

控制系统中出现的不稳定问题，开辟了用数学方法研究控制系统的途径。此后，英国数学家
劳斯

(E．J．Routh)和德国数学家古尔维茨(A．Hurwitz)分别在 1877 年和 1895 年独立地建

立了直接根据代数方程的系数判别系统稳定性的准则。这些方法奠定了经典控制理论中时域
分析法的基础。

 

     20 世纪 50 年代中期，空间技术的发展迫切要求解决更复杂的多变量系统、非线性系统的
最优控制问题

(例如火箭和宇航器的导航、跟踪和着陆过程中的高精度，低消耗控制)。实践

的需求推动了控制理论的进步，同时，计算机技术的发展也从计算手段上为控制理论的发
展提供了条件，适合于描述航天器的运动规律，又便于计算机求解的状态空间描述成为主
要的模型形式。俄国数学家李雅普诺夫

(A．M．Lyapunov) 1892 年创立的稳定性理论被引用

到控制中。

1956 年，前苏联科学家庞特里亚金（Pontryagin）提出极大值原理；同年，美国

数学家

R．贝尔曼（R．Bellman）创立了动态规划。极大值原理和动态规划为解决最优控制

问题提供了理论工具。

1959 年美国数学家卡尔曼（R．Kalman）提出了著名的卡尔曼滤波器，

1960 年卡尔曼又提出系统的可控性和可观测性问题。到 20 世纪 60 年代初，一套以状态方程
作为描述系统的数学模型，以最优控制和卡尔曼滤波为核心的控制系统分析、设计的新原理
和方法基本确定，现代控制理论应运而生。纵观历史我们不难看到

: 

   1932 年，美国物理学家奈奎斯特（H．Nyquist）研究了长距离电话线信号传输中出现的
失真问题，运用复变函数理论建立了以频率特性为基础的稳定性判据，奠定了频率响应法
的基础。随后，伯德（

H．W．Bode）和尼柯尔斯(N．B．Nichols)在 20 世纪 30 年代末和 40

年代初进一步将频率响应法加以发展，形成了经典控制理论的频域分析法。为工程技术人员
提供了一个设计反馈控制系统的有效工具。第二次世界大战期间，反馈控制方法被广泛用于
设计研制飞机自动驾驶仪、火炮定位系统、雷达天线控制系统以及其他军用系统。这些系统的
复杂性和对快速跟踪，精确控制的高性能追求，迫切要求拓展已有的控制技术，促使了许
多新的见解和方法的产生。同时，还促进了对非线性系统、采样系统以及随机控制系统的研