控制工程理论的发展历史

古代人类在长期的生产生活中，为了减少自己的劳动，逐渐产生了用自然力代替人力和畜力，用自动化装置代替一些复杂的脑力活动的愿望。经过多年的探索，他们独立制作了一些原始的自动化装置。大约在公元前三世纪中叶，亚历山大的斯泰西·比乌斯首次使用壶中的浮子。根据Diels在本世纪初回收的样本，注入的水是由一个锥形浮子控制的。而这种节制的方式已经包含了负反馈的思想(虽然当时并不明确)。公元前500年，中国军队就已经使用漏壶作为计时装置。大约公元120年，著名科学家张衡(78-139，东汉)提出了一个巧妙的方法，用补偿壶解决了随着水头降低计时不准的问题。在他的《漏水至浑仪》中，不仅有浮子和漏箭，还有虹吸管和至少一个补偿壶。中国最著名的水钟“铜壶滴水”是由铜匠杜子升和洗润于1316年(元三年)建造的，一直沿用到1900年。此外，在公元前350年，中国已经使用了一种结构类似水车的臼来碾米；公元前50年，水车被用来引水灌溉；公元前31年，锻造厂开始使用水力风箱。它大大减轻了人们的劳动。虽然这些自动装置不如现在的一些自动控制装置先进，也没有系统的理论支撑，但它们的发明对自动控制的形成起到了主导作用。随着这些自动控制装置的不断完善和发展，自动控制技术逐渐形成，我们把18年底的自动控制技术形成时期定为20世纪30年代。人们用自动控制代替手动控制各种机械设备，这是人类历史上的一大创举。这个时期有很多代表性的发明。1750年，安德鲁·米克尔为风车推出了“扇尾”传动装置，使风车自动迎风。随后，威廉·丘比特对自动开闭百叶窗翼进行了改进，使其能够自动调节风车的传动速度。这种可调调节器已获得1807专利。1788英国机械师j·瓦特发明了离心调速器，瓦特将其与蒸汽机的阀门连接起来，形成了蒸汽机转速闭环自动控制系统。瓦特的发明开创了现代自动调节装置应用的新纪元，对第一次工业革命和随后控制理论的发展产生了重要影响。