4 历史上的三本重要著作

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4.1 《通讯的数学理论》（A Mathematical Theory of Communication）

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4.2 《控制论，或关于在动物和机器中控制和通讯的科学》

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4.3 《工程控制论》

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5 自动控制理论发展的现实

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5.1 经典控制理论、现代控制理论在应用中面临的难题

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5.2 原因分析

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5.3 寻求自动控制新出路的思考

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6 未来展望

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7 总结

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8 参考文献

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9 附录

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正文

 

1.自动控制理论简介

 

1.1 控制思想起源的意义[2]  
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。

 

1.2 自动控制的定义[2]  
自动控制是指应用自动化仪器仪表或自动控制装置代替人自动地对仪器设备或工

 生产过程

进行控制，使之达到预期的状态或性能指标。对传统的工业生产过程采用

 动控制技术，可

以有效提高产品的质量和企业的经济效益。对一些恶劣环境下的控

 操作，自动控制显得尤

其重要

 

1.3 自动控制理论的基本概念[1] 
在已知控制系统结构和参数的基础上，求取系统的各项性能指标，兵找出这些性能指标与
系统参数间的关系就是对自动控制系统的分析，而在给定对象特性的基础上，按照控制系
统应具备的性能指标要求，寻求能够全面满足这些性能指标要求的控制方案并合理确定控
制器的参数，则是对自动控制系统的分析和设计。

 

1.4 自动控制的历史[1] 
利用反馈来控制系统有着悠久的历史。最早的反馈控制出现在公元前

330 年的古希腊，运用

在一种改进的浮球控制器装置上。

Ktesibios 的水钟就运用了浮球控制器的远离。大约在公元

前

250 年，为了燃油在油泵中能保持恒定的液位，philon 在一种油泵装置中采用了浮球控

制器。在公元

1 世纪，亚历山大港的 Heron 出版了一本名为 Pneumatica 的书，概述了很多种

应用浮球控制器的例子。

 

现代欧洲的第一个反馈系统出现在荷兰人

Cornelis Drebble(1572-1633)发明的温度控制器中。

在

1681 年，Dennis Papin(1647-1712)发明了第一台用于蒸汽锅炉的压力控制器，这是一种

与高压锅炉阀门相识的安全压力控制器。

 

18 世纪，瓦特(James Watt)的蒸汽机离心调速器被公认是第一台应用在工业生产中的自动反
馈控制器，这是将自动控制技术应用到工业中的最早代表。它是在

1769 年为了控制蒸汽机

速度改良而来的。整个机械装置如图

1.1.1 所示，它从旋转轴的输出端测量速度，利用飞球

相应的运动来控制阀门，从而控制相应量的蒸汽进入到机器中。随着速度的增加，非球的高
度相应增加，它们离轴线的距离也变远，因此阀门渐渐关闭。由于非球的转动需要机械提供
能量，所以速度测量的精度不高。

 

在

1765 年俄国声称发明了历史上第一套反馈系统，急 I.Polzunov 发明的浮球水位控制器。