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自动化专业工程学概论讲义
《自动化专业工程学概论》讲义
第一讲工程教育与创新
§1.1工程教育与工业
1、工程教育的起源与历史
起源于工业发展初期的高等工程教育,经过200多年的发展,形成了较为完整的高等工程教育传统范式。
自20世纪后半叶起,为适应新技术革命突飞猛进、经济全球化进程加快、系统科学和复杂性科学研究兴起和可持续发展观确立的时代要求,国内外高等工程教育持续改革。
“工程教育是个开放系统”“工程教育的发展方向应该是建立起独立的工程教育体系。
”高等工程教育新范式正在形成。
●工程教育起源于工业发展的需求
●工业发展的规模和水平决定着工程教育的规模和水平
●工程教育的水平和质量又是工业发展水平和质量的人才保证和智力基础
随着近三个世纪社会的进步与发展,人类从以机械化大规模生产为基础的工业社会进入到重视不同个体需求进行多样化生产的后工业社会,又在本世纪末开始逐渐再进入到主要依靠人的创造性劳动,以知识创新、知识创造性应用为基础的知识经济社会。
适应工业社会生产,以培养专业人才为目的的技术教育(TechnicalEducation)型工程教育在取代以培养人为目的的自由教育(LiberalEducation)二个多世纪后,已难以符合现代社会生产、生活对高等教育的要求,尤其是知识经济社会对工程教育的要求。
中国的高等工程教育起源于1895年建校的北洋西学学堂, 该校创建伊始就开设了采矿,机械,土木等工程学科;紧随其后于1896年建校的山海关铁路学堂在20世纪初发展为唐山路矿学堂,铁路和采矿也颇具实力。
同样创建于1896年的南洋公学在清末民初逐步完成了工程学科的建设,以铁路科为起点,扩展到机械和电机,首开中国电机教育之先河。
本世纪的前20年,北洋,南洋和唐山是工科教育最有成效的学府。
中国培养的第一代工程与工程教育大师, 凌鸿勋, 茅以升, 王宠佑, 孙越崎, 支秉渊, 罗忠忱等都曾在这三所学校接受过工学教育。
20年代是中国高等教育剧烈变迁的时代,对工程教育而言,最重要的事件无过于由南洋,唐山和北京邮专等三校合并组成交通大学。
实力雄厚的交通大学无疑成为工科第一豪门,北洋次之,归属屡次变化的东南(中央)大学工科和河海工科大学也是当时众多工科学校中较有影响的一所。
1930年到抗战爆发是中国教育的一个平稳发展的时期。
工科的口碑仍然是南洋, 北洋。
上海交大(南洋)成为交大的绝对龙头,进入极盛时期。
北洋则兴办了电机和航空等系科,并首先开始工科研究生教育。
一个异军突起的力量是新兴的清华大学工学院。
梅贻琦校长的苦心经营下,挟清华学校的传统声誉和庚款的雄厚支持,在航空,化工等领域后来居上,在电,机等学科也有和老牌学校分庭抗礼之势,开始形成鼎立局面。
交大唐山工学院仍以土木工程雄踞一方。
另外隐然成型的是中央大学工学院,她宏大的规模和投入都预示着又一个工学名门即将问世。
抗战期间是中国教育的一个特殊阶段,各校虽均受重创,仍有不俗表现。
为新中国成立后大规模的经济建设培养了骨干人才. 以清华大学工学院为主, 包括北大南开部分师资的西南联大工学院几执工科牛耳。
留沪的南洋和南迁的交大诸部各领风骚,总体实力不在西联之下。
中央大学地处陪都重庆,规模号称第一,其羽翼已丰的工学院实力次于联大交大。
以流亡陕甘地区的北洋为主体组建的西北工学院偏处一隅, 略逊一筹。
抗战胜利到新中国成立初期,工科基本格局变化不大,工学院仍以综合大学中的清华,中大工学院和号称南北工程最高学府的交大北洋最强。
就实力而言,交大清华更为翘楚,中央发展平稳,北洋实力有所回升。
这一时期还有一些比较重要的工学院,比如浙大,北大,同济,武大, 南开等校的工学院都实力不俗。
50年代院系调整引起的轩然大波一直荡漾到60年代初期。
交大失血之余被一分为二;北洋改名天大并剥离了约半数的工程系科;中大工学院独立成为南工,也分离出不少系科。
清华的工科有失有得。
60年代初期的格局是清华一马当先,哈工,西交,上交,天大等校组成第二集团,侧重土木的同济和南工为首的四大工学院与第二集团各校实力接近,同样引人瞩目的是以北航,北钢,北工等校为代表的强劲的专业工科学院。
另一个人工巨人是哈军工,这所学校后来的瓦解留下了两个重要的遗产,一是建立了国防科大,二是加强了西北工大。
80年代以来是建国后最重要的发展时期,工程教育方面比较显著的变化包括浙大的稳步上升,上海交大的迅猛复兴,和华中理工闯入第二集团。
综合近年来的各种大学排行结果,清华大学仍处领先地位,浙大和上交居2,3位,哈工,西交,天大和华工在各个排名中互有胜负。
国家对部份高校的重点建设,也可能对大学工科的未来分野产生重要影响。
率先列入重点建设名单的工科学校包括清华,上海交大,西安交大,浙大和哈工大等五所,随后陆续列入的有北京理工,天大,华科大和东南等,这个还在继续加长的名单相当程度上反映了政府立场。
鉴于经济建设在今后相当长的一个时期内仍然是主旋律,高等工程教育也将继续在中国教育中保持举足轻重的地位。
●工业是现代国家的命脉
•工业为三大产业和国防提供装备
•为人民生活和社会发展提供物质基础和技术手段
●一个国家兴办工程教育的目的
•借助它为本国工业的发展提供高质量人才
•进而推动经济和社会发展
•以实现壮大综合国力、富民强国的宗旨
专业技术型工程教育尽管在人类的教育史上曾经是一次革命性的变革,但其对学生人文精神培养的忽视所带来的弊端,在二十世纪中叶以后表现得越来越明显。
由于专业技术型工程教育只着重于专业技术知识的教育,使工程教育变成一种狭隘于技术(NarrowlyTechnical)的工程教育[1],工程技术人员缺乏对自然、对人类、对科学技术的全面理解,造成科学技术的误用和滥用,给人类带来很多社会问题,如核扩散、环境污染。
此外专业技术型工程教育又过分地强调本专业领域知识技能的教育,使工程教育变成一种技术上狭隘(TechnicallyNarrow)的工程教育[1],受教育者只懂本专业的知识,学机械的不懂电,学热加工的不懂冷加工,其创新能力大大降低。
美国科学史学家乔治·萨顿曾批评那种“最专门化同时又最没教养的人”,因为“那些极端的专家们精通一个非常狭小的课题中的每一个细节,而对宇宙中其他事情却一无所知”[2]。
这种专业技术型工程教育的另一个弊端是学生的情感、心灵问题没有得到应有的关注。
因而,一方面使现代社会所带来的人情冷漠、精神危机问题,不能通过教育培养学生健康的人格有所缓解,另一方面又由于情感的单一,使学生的创造性降低。
2、21世纪对中国工业的考验——创新
世界正处于前所未有的变化中,中国也面临着前所未有的发展机遇。
微电子与信息技术的发展;新结构材料和功能材料及其应用;生命科学和生物医学工程技术的发展;环境科学与工程的进步;核科学技术、海洋、空间和地下工程等,已使人类的工程活动空间和水平,拓展到前所未有的领域、规模和高度。
当代科学技术的急速变化,现代科技的蓬勃发展和奇迹般不断创新,全球和地区间政治和经济的剧烈竞争和广泛合作,资源、生态环境与人类发展需求的尖锐矛盾,迫使人们努力寻求一条新的可持续发展道路。
3、中国教育的出路—改革
中国有13亿人口、人均资源并不富裕、发展别无他途,只能走改革开放、依靠科学技术、人民智慧勤劳、自主创新、民主法制、社会平等、生态协调的有中国特色的可持续发展的社会主义之路。
为此对跨入21世纪的中国工业,对迎来新纪元的中国高等工程教育表示极大的关注。
4、工大的办学特色
河北工业大学是一所以工为主、多学科协调发展的国家“211工程”建设的河北省属骨干大学,坐落在天津市,在河北省廊坊市设有分校。
学校的前身是创办于1903年的北洋工艺学堂,1904年改称直隶高等工业学校,1929年改称河北省立工业学院,1950年改名为河北工学院,1995年更名为河北工业大学。
2001年4月、2006年6月分别通过国家“九五”、“十五”“211工程”整体验收。
在百余年的办学实践中,学校治学严谨,教学管理严格规范,具有“勤奋、严谨、求实、进取”的优良校风和学风,是我国最早培养工业技术人才的地方高等院校之一,创办了我国高校最早的校办工厂,具有“工学并举,产学研相结合”的办学传统和办学特色,已先后培养了8万多名毕业生。
我国现代工人运动的先驱黄爱、陕西渭华起义领导人卢绍亭、抗日英雄洪麟阁、毛泽东主席亲书挽联的杨十三、冀东暴动领导人赵观民,以及教育家魏元光,中国汽车、内燃机专家潘承孝,核工业专家、学部委员姜圣阶,中国科学院资深院士柯俊,中共中央政治局常委、全国政协主席贾庆林等均为在学校不同时期工作和学习的杰出校友代表。
而更多的是工作在我国经济建设和社会发展第一线的科技工作者和管理干部,他们以“工作踏实、实干,敬业和奉献精神强,为人诚实,善于团结合作”,“基础知识扎实、动手能力强,有创新精神”,赢得了社会的欢迎和好评。
近代著名的实业教育家周学熙提出:
“学堂为人才根本,工艺为民生至计,二者固宜并重,工艺非学不兴,学非工艺不显”
办学与兴工紧密结合,实行“工学并重”的办学方针。
最早的校办附属工厂,校内外产学研结合。
§1.2工业创新
1、创新是民族进步的灵魂
创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力,创新对工业和工程教育亦是如此。
有史以来,无论是科学进展、技术发明、经营管理、行销服务、军事战略和战术、教育培训,无不依赖于创新。
在当代社会,国家的富强、民族的兴旺、乃至企业的兴衰,无不取决于对科学技术知识的学习与掌握及其创造性的开拓和应用。
创新已成为人类社会发展的基础和生命力所在。
2、科学家与工程师
航空工程的先驱者美国加州理工大学的冯·卡门教授有句名言:
“科学家研究已有世界,工程师创造未有的世界”。
用术语来说,一个是“发现”,一个是“发明与革新”,两者都需要创造性和先进性。
对于认识自然界的科学研究,可以不必强调它的应用目的,对于工程活动,以及认识其规律性的工程科学研究,就必须讲究应用目的。
也就是说,必须要求它们能满足客观需要,努力探究并且解决实际问题。
3、科学与工程技术
一方面,可以说科学无国界,科学知识属于全人类,工程和技术则不然,它具有功利性,它还与当时当地的经济、文化、政治、社会、自然资源与环境密切相关并受其制约。
科学发现一般都抢先发表,而技术专利一般由世界性的知识产权制度保护,要求有偿转让,有的更是秘而不宣。
许多先进技术和适用技术想买也买不到,工程更是买不来,因为它需要适合国情,在中国地方由中国人自己来营造、运作、维护与管理。
4、工程与技术
工程自古以来就是以利用和改造客观世界为目的的实践。
它包含非技术成分,例如经济、政治、人文社科等。
技术里头既有科学原理也含有非科学因素(经验的、经济的、道德法制的、艺术的、社会传统的等等)或尚未发现的科学道理,它们以综合应用为目的连接成为一个工程整体。
5、工业创新—中国特色
工程师参与其中的工程活动,无论是所谓朝阳工业还是夕阳工业。
工业创新均发生在其过程中,显然它包括科学和技术的创新。
但工业创新不只是科技创新,因为前者的本质属性是为国家社会提供真实产品和服务、因时因地因事制宜的开创现实和未来。
明了这个属性,可能会使我们有意识的做到继承与模仿之中有创意,引进消化之后再创新,借助天时地利人和,逐步建立有自身特色的先进而强大的工业。
明了这个属性,才可能会使我们在科技创新、勇攀高峰的同时,自觉地把面向中国实际,与中国国情紧密结合起来,把它们融合到中国工业创新中来,从而为我们的经济和社会文明再造辉煌。
§1.3工程教育改革
1、工业创新与教育改革
分布密集在学科活动基层的教授们是高等学府中的实际权威,而并不是作为行政主管的校院长。
学术组织与政府和企业的组织有许多根本的不同。
教育改革的效果时效性更长,效果的表征更具多元和隐含性,任何革新和举措都更难获得行政和学术的一致赞成。
教育天生是个惯性很大改革也有相当难度,非朝夕之功。
工业则不然,它们直接面向市场、顾客和用户,需求和商情不仅瞬息万变,而且非得及时的不断的调整、改革与创新,否则难逃竞争败北、破产倒闭的厄运。
2、教育目标
教育必须要“培养德、智、体全面发展的建设者和接班人”工程教育也不例外。
问题是要认真研究、分解细化这个目标,直到可以操作的程度。
然而,此项工作下的功夫还不够,常常是把教育方针作为原则和口号,而改革和操作措施是本专业对知识技能要求如何、课程设置如何、分配去向如何,省略了许多中间层次,也忽略了许多重要方面。
3、全面发展
工程教育是培养工程业人人才,要以工程实践为基础,以实践作为立足的根本,侧重工程技术、侧重工程科学、亦侧重工程管理。
按全面发展方针的要求,根据面向中国社会实际,面向未来、面向世界的需要,国家对工程专业人员的资格要有一个既合国情又便于国际接轨的明确界定。
工业界和大学要相应对工科学生的“应知”、“应会”、“应是”(即应具备的品质)提出具体的基本的要求。
工业发达国家批评他们的工程教育是“技术上狭窄的工程教育”
(Technicallynarrow),学机不懂电,学电不懂机,我们的教育更窄,学热加工的不懂冷加工,学流体的不懂得固体。
“狭窄于技术的工程教育”(NarrowlyTechnical),工科学生不懂成本、经营、管理,更缺少人文修养,情况似乎更为突出。
4、21世纪对工程师的要求
时代的飞速发展和工业创新的巨大挑战,要求21世纪的工程师至少做好回答四个问题的准备:
●“会不会去做”:
一项工程技术任务甚至科技难题放在面前,你拿不拿得起。
●“值不值得做”:
看你能否在人、财、物和时间要求的现实约束条件下,能否经济合理的完成这项任务。
●“可不可以做”:
看你能否在政策法规、社会公德、文化习俗允许的前提下,既遵照法律又合乎情理的把事情办成。
●“应不应该做”:
看你能否自觉的考虑生态的可行性,以本职的技术工作为可持续发展做出贡献。
§1.4核心问题
1、创新设计
●创新设计对工程教育的重要性:
中科院外籍院士西蒙教授曾说过,创新设计是所有专业训练的核心,是将专业与科学区分开的主要标志。
长期以来,工程教育由于“技术上狭窄”且又“狭窄于技术”,设计被人误解为只是翻手册套公式,画工程图,声誉不佳。
它们大致对应着工业初期的仿制阶段。
但是除了这类“常规设计”,还有所谓“创新设计”,现在很时髦的策划和创意可归为这一类。
●创新设计应用的广泛性:
机械工业的前辈沈鸿先生谈到设计时说:
设计就是想办法,是对新东西的预计,是创造新东西。
可见设计不是单纯的技术工具,也不是教学计划中一般的实践环节,应当把它理解成人类创造未来的主动思维和创造行为。
不仅在工程教育中需强调创新设计,在其他专业教育乃至中小学教育和幼儿教育,也应引进创新意识、分析综合、评价判断等创新要素的启蒙和培育。
●设计创造是人类文明的第三种文化:
学术界以往只推崇科学文化和人文文化,也有人尝试借助科学家和艺术家共同努力寻求其完美组合。
第三种文化—创新设计,将使工业产品实现科技、艺术、功能、和经济的统一,在现实世界开创像长二捆、大京九、三峡那样的宏大工程。
2、工艺技术
⏹工程教育的第二核心是工艺技术。
工艺是创新设计得以经济、清洁、高效实现的创造性技艺,是创新设计物化的技术过程。
它包含:
物理、化学、生物学等物质科学的最新成果,以及在材料、工艺、检测等方面的工业创新;数学、信息科学、系统科学等再生产制造过程建模、仿真、运筹、控制、检测等方面创新;硬件和软件在制造设备和系统中的创新集成;经营管理和市场行销服务的CIMS、敏捷制造等新的概念。
⏹现代工业社会中工艺环节是不可或缺的,它也是工程教育的核心之一。
然而从发展趋势看,现代工艺技术更重视新材料、新工艺、先进制造技术和系统、工艺过程的仿真、优化和监控。
3、管理与经营
工程教育的第三核心是管理和经营。
工程教育不应该是单纯的科学技术教育,现代工业是以社会化的生产过程和满足社会需求为特征的产业。
工程活动是社会化的工程技术和经济行为,或工程技术的社会行为(国防工程、环境工程、医疗工程等)。
无论工程目标的实现或过程的优化,都离不开科学管理和合法经营。
因此,现代管理科学、经营战略、法制规范、职业道德、公关和协同等,应是现代工程教育的核心内容之一。
这也是市场经济环境下的工程教育与计划经济下工程教育的差别。
根据上述核心内涵,每一个未来的工程师除要有相应专业业务能力外,还应具备较宽领域相应基本知识、能力和素质,要培养现代工程师的专业素质。
在结束本讲的时候,我们想到中国的龙。
龙是什么?
兽的头,蛇的身,鱼的尾,鹰的爪,鹿的角……好像什么都是,它能呼风唤雨,威力无比。
这是中华民族想象力和创造力的象征。
我国的工程教育要学习和吸收其他国家和民族的有益经验,但决不可照搬照抄。
中国由自己的传统和国情,有自己的发展阶段。
我们应该走一条博采众长,自主创新之路。
坚持发扬实事求是、开拓创新精神,“面向现代化、面向世界、面向未来”,我国的高等工程教育和工业发展一定能取得突破性进展,东方的巨龙一定会在下个世纪腾飞。
第二讲自动化技术史
§2.1引言
自古以来人类就有创造自动装置以减轻或代替人劳动的想法。
自动化技术的产生和发展经历了漫长的历史过程。
古代中国的铜壶滴漏(简称漏壶)、指南车以及17世纪欧洲出现的钟表和风磨控制装置,虽然都是毫无联系的发明,但对自动化技术的形成却起到了先导作用。
自动化技术的发展历史,大致可以划分为自动化技术形成、局部自动化和综合自动化三个时期。
社会的需要是自动化技术发展的动力。
自动化技术是紧密围绕着生产、军事设备的控制以及航空航天工业的需要而形成和发展起来的。
1788年,J.瓦特为了解决工业生产中提出的蒸汽机的速度控制问题,把离心式调速器与蒸汽机的阀门连接起来,构成蒸汽机转速调节系统,使蒸汽机变为既安全又实用的动力装置。
瓦特的这项发明开创了自动调节装置的研究和应用。
在解决随之出现的自动调节装置的稳定性的过程中,数学家提出了判定系统稳定性的判据,积累了设计和使用自动调节器的经验。
20世纪40年代是自动化技术和理论形成的关键时期,一批科学家为了解决军事上提出的火炮控制、鱼雷导航、飞机导航等技术问题,逐步形成了以分析和设计单变量控制系统为主要内容的经典控制理论与方法。
机械、电气和电子技术的发展为生产自动化提供了技术手段。
1946年,美国福特公司的机械工程师D.S.哈德首先提出用自动化一词来描述生产过程的自动操作。
1947年建立第一个生产自动化研究部门。
1952年J.迪博尔德第一本以自动化命名的《自动化》一书出版,他认为“自动化是分析、组织和控制生产过程的手段”。
实际上,自动化是将自动控制用于生产过程的结果。
50年代以后,自动控制作为提高生产率的一种重要手段开始推广应用。
它在机械制造中的应用形成了机械制造自动化;在石油、化工、冶金等连续生产过程中应用,对大规模的生产设备进行控制和管理,形成了过程自动化。
电子计算机的推广和应用,使自动控制与信息处理相结合,出现了业务管理自动化。
50年代末到60年代初,大量的工程实践,尤其是航天技术的发展,涉及大量的多输入多输出系统的最优控制问题,用经典的控制理论已难于解决,于是产生了以极大值原理、动态规划和状态空间法等为核心的现代控制理论。
现代控制理论提供了满足发射第一颗人造卫星的控制手段,保证了其后的若干空间计画(如导弹的制导、航天器的控制)的实施。
控制工作者从过去那种只依据传递函数来考虑控制系统的输入输出关系,过渡到用状态空间法来考虑系统内部结构,是控制工作者对控制系统规律认识的一个飞跃。
60年代中期以后,现代控制理论在自动化中的应用,特别是在航空航天领域的应用。
产生一些新的控制方法和结构,如自适应和随机控制、系统辨识、微分对策、分布参数系统等。
与此同时,模式识别和人工智能也发展起来,出现了智能机器人和专家系统。
现代控制理论和电子计算机在工业生产中的应用,使生产过程控制和管理向综合最优化发展。
70年代中期,自动化的应用开始面向大规模、复杂的系统,如大型电力系统、交通运输系统、钢铁联合企业、国民经济系统等,它不仅要求对现有系统进行最优控制和管理,而且还要对未来系统进行最优筹划和设计,运用现代控制理论方法已不能取得应有的成效,于是出现了大系统理论与方法。
80年代初,随着计算机网络的迅速发展,管理自动化取得较大进步,出现了管理信息系统、办公自动化、决策支持系统。
与此同时,人类开始综合利用传感技术、通信技术、计算机、系统控制和人工智能等新技术和新方法来解决所面临的工厂自动化、办公自动化、医疗自动化、农业自动化以及各种复杂的社会经济问题。
研制出柔性制造系统、决策支持系统、智能机器人和专家系统等高级自动化系统。
自动化技术的发展历史是一部人类以自己的聪明才智延伸和扩展器官功能的历史,自动化是现代科学技术和现代工业的结晶,它的发展充分体现了科学技术的综合作用。
§2.2自动装置的出现和应用(18世纪以前)
古代人类在长期生产和生活中,为了减轻自己的劳动,逐渐产生利用自然界动力代替人力畜力,以及用自动装置代替人的部分繁难的脑力活动的愿望,经过漫长岁月的探索,他们互不相关地造出一些原始的自动装置。
1、古代自动装置
公元前14~前11世纪,中国、埃及和巴比伦出现了自动计时装置──漏壶,为人类研制和使用自动装置之始。
中国的漏壶最初使用泄水型漏壶,后来采用受水型漏壶,经过不断改进,又发展成三级漏壶。
1135年,中国的燕肃在一种名叫莲化漏的三级漏壶中采用了自动装置调节液位。
在中国的三国时期,使用了自动指向的指南车,据分析这是利用开环或闭环原理制成的自动装置。
公元1世纪古埃及和希腊的发明家也创造了一些机器人或机器动物来适应当时宗教活动的需要。
如教堂庙门自动开启、铜祭司自动洒圣水、投币式圣水箱和教堂门口自动鸣叫的青铜小鸟等自动装置。
中国天文学家张衡(公元78~139)曾经发明了对天体运行情况自动仿真的漏水转浑天仪和自动检测地震征兆的候风地动仪。
1086~1092年中国苏颂等人把浑仪(天文观测仪器)、浑象(天文表演仪器)和自动计时装置结合在一起建成了水运仪象台。
2、近代自动装置
17世纪以来,随着生产的发展,在欧洲的一些国家相继出现了多种自动装置,其中比较典型的有:
●法国物理学家B.帕斯卡在1642年发明能自动进位的加法器;
●荷兰机械师C.惠更斯于1657年发明钟表,提出钟摆理论,利用锥形摆作调速器;
●英国机械师E.李1745年发明带有风向控制的风磨,利用尾翼来使主翼对准风向;
●俄国机械师И.И.波尔祖诺夫1765年发明浮子阀门式水位调节器,用于蒸汽锅炉水位的自动控制。
§2.3自动化技术形成时期(18世纪末~20世纪30年代)
1788年英国机械师J.瓦特发明离心式调速器(又称飞球调速器),并把它与蒸汽机的阀门连接起来,构成蒸汽机转速的闭环自动控制系统(见图瓦特离心式调速器对蒸汽机转速的控制)。
瓦特的这项发明开创了近代自动调节装置应用的新纪元,对第一次工业革命及后来控制理论的发展有重要影响。
1、自动调节器的广泛应用
在这一时期中,由于第一次工业革命的需要,人们开始采用自动调节装置,来对付工业生产中提出的控制问题。
这些调节器都是一些跟踪给定值的装置,使一些物理量保持在给定值附近。
自动调节器应用标志着自动化技术进入新的历史时期。
1854年俄国机械学家和电工学家К﹒И﹒康斯坦丁诺夫发明电磁调速器。
1868年法国工程师J.法尔科发明反馈调节器,并把它与蒸汽阀连接起来,操纵蒸汽船的舵。
他把这种自动控制的气动船舵称为伺服机构。
到了20世纪20~30年代,美国开始采用PID调节器。
PID调节器是一种模拟式调节器,现在还有许多工厂采用这种调节器。
2、自动调节器的稳定性问题
由于瓦特发明的离心式调速器有时会造成系统的不稳定,使蒸汽机产生剧烈的振荡。
到了19世纪又发现船舶上自动操舵机的稳定性问题。
这就迫使一些数学家用微分方程来描述和分析系统的稳定性问题。
1868
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