1.2自动控制理论发展概述 自动控制理论是在人类征服自然的生产实践活动中孕育、产生、并随者社会生产和科学 技术的进步而不断发展、完善起来的。 早在古代，芳动人民就凭借生产实践中积累的丰富经验和对反馈概仑的直观认识，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(1.Polzunov)发明了蒸汽锅炉水位调节器等等。 1788,英国人瓦特(James Watt)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.Maxw)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18刀年和189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。 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.Bodc)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，迫切要求拓展己有的控制技术，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究。 1948年，美国科学家伊万斯(W.R.Evans)创立了根轨迹分析方法，为分析系统性 能随系统参数变化的规律性提供了有力工具，被广泛应用于反馈控制系统的分析、设计中。1 1.2 自动控制理论发展概述 自动控制理论是在人类征服自然的生产实践活动中孕育、产生、并随着社会生产和科学 技术的进步而不断发展、完善起来的。 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 Watt）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。 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究。 1948 年，美国科学家伊万斯（W．R．Evans）创立了根轨迹分析方法，为分析系统性 能随系统参数变化的规律性提供了有力工具，被广泛应用于反馈控制系统的分析、设计中