1、西安电子科技大学 航天电子信息研究所航天电子信息研究所IAEI自动控制理论的发展史电子工程学院石光明西安电子科技大学 航天电子信息研究所航天电子信息研究所IAEI起源 相对论、量子力学以及控制论被认为是 20世纪的三项伟大科学成就。 1948年美国科学家维纳发表专著提出了控制论（ Cybernetics）。 1954年，钱学森在美国出版 工程控制论 （ Engineering cybernetics），把控制论发展为一门技术科学 工程控制论，成为推动控制论科学思想的代表人物之一 。西安电子科技大学 航天电子信息研究所航天电子信息研究所IAEI发展三阶段 30年代， 波德和奈奎斯特， 频率特性法
2、，经典控制理论， 研究单因素控制系统， 反馈控制，自动调节器 60年代，贝尔曼和卡尔曼，状态空间法为代表，现代控制理论，研究多因素控制系统，重点是最有控制，核心是电子计算机 大系统理论，研究对象众多因素的大系统，重点是递解控制，核心智能化机器 控制理论的研究对象是 “控制系统 ”， 以数学方法为工具，以工程技术为支持（背景），控制理论是一门专业性，工程性的技术科学。西安电子科技大学 航天电子信息研究所航天电子信息研究所IAEI自动控制的起源于病人 在二十世纪三十年代，美国的哈佛医学院，有位教授若荪布鲁斯 (Rosen blueth)每月召集一个谈话会。 地点：在万德柏厅 (Vanderbilt
3、 Hall)，先聚餐，随后是聚谈。 出席人：以医生为最多，可是并不限于医生。饭后，由其中的一个人，或邀请一个人，讲一段心得。思想可以是半生不熟，体裁可以是未经裁剪，也许有时是过分自信， 也许有时是过分夸张，当然最谈不到的是谨严。 有些参加的人，不能忍受，来一回就不再来了。不过大多数的人，以为这个会很有价值。因为参加的人并不是仅仅是医生或医学家，还有物理学家、生物学家。麻省理工学院距离很近，那里的教授也来了好多人。其中一个人是温纳 (Nobert Wiener)。 西安电子科技大学 航天电子信息研究所航天电子信息研究所IAEI自动控制的起源（续） 这个由各个方面专门学问中走来的科学家们，是没有共
4、同语言可谈的。 但为什么越谈越有兴趣呢？ 他们究竟谈些什么大家全能欣赏的题目呢？ 又有什么题目可以引出个人有价值的言论，可以提起团体的兴趣呢？ 他们所根据的是每个人专门的学问。而所谈的，是使大家能领悟的，是根据个人的观点所了解的科学方法 。 西安电子科技大学 航天电子信息研究所航天电子信息研究所IAEI 生物学家的术语，数学家不会理解，但生物学家所用的方法，数学家可能领悟；物理学家的语言，医生不会明了， 可是物理学家所用的方法，医生却有了然的可能。这个谈话会是三十六行，但话题却集中在科学方法上， 所以可以说是科学方法谈话会。 自动控制的起源（续）西安电子科技大学 航天电子信息研究所航天电子信息
5、研究所IAEI 自从莱布尼兹 (Leibniz)而后，世界上再没有统摄整个科学领域的通才。 到了十九世纪，几位大的科学家，也只是称雄一面。十九世纪没有出莱布尼兹，而只有出高斯(Gauss)，法拉第 (Faraday)，达尔文 (Darwin)这类大人物，我们把他们名为数学家、 物理学家、生物学家等。 可是到了二十世纪，配称数学家的也不见了，对于一位专门的大家，在称呼时必加以限制，如拓扑学的数学家；或光学的物理学家等。 自动控制的起源（续）Leibniz(1646-1716)最主要的貢獻則是把微分與積分的技巧整理得很清楚，包括微分的四則定理 亦即函數的四則運算與微分運算的交換法則；也包括了積分的
6、分部積分技巧 它是經由微積分基本定理導得的。微積分經過一段時期的醞釀，終於在 Newton 與 Leibniz 兩人的手中，成為有系統的學門，所以簡單的說法就認定他們兩人是微積分的發明者。 西安电子科技大学 航天电子信息研究所航天电子信息研究所IAEI自动控制的起源（续） 这种过度的分工，是不得不然的，是越演越烈的。由一行分成三十六行，由三十六行分成三百六十行，由三百六十行，分成三千六百行，二十世纪的科学家，不下三万六千行了。 这种局面的形成，产生了两个副作用， 第一、是行与行间形成了许多无人管的地带； 第二、甲行所研究出的程序、方法、 或设备，可能对乙行有极大的效用，但乙行常无从利用起，依然
7、是从头开始。 哈佛医学院的谈话会，正是在这种气候下产生的。 而就由这个会中产生了 自动控制 的基本观念。 西安电子科技大学 航天电子信息研究所航天电子信息研究所IAEI 医生作了报告：有一种病人，坐在椅子上，与健康的人毫无差别。但你如果给他一支香烟， 他伸手接烟时，总对不准香烟的位置，不是左摇就是右偏，他的手变成摇来摇去的运动，而始终接不到香烟。 这位病人的肌肉是强壮的，身体是健康的。但是却不能有系统的组织他的动作。 第一道源泉反馈的观念西安电子科技大学 航天电子信息研究所航天电子信息研究所IAEI谈论的启发这个现象很像一个舵手把舵时，把船身形成了左右摆动一样。人所以不能接一支香烟，是因为人的动作是受制于一种信号， 而这个信号的大小却为正在进行中的反应所左右。换句话说，一个原因产生一个相应的结果， 而这个结果又成为一个新的原因刺激到原来的系统上。把随时所产生的效果变成了原因的一部分。 如果把原因结果的相互关系图解出来，如右图
