第1章 緒論

　　現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展對(duì)自動(dòng)控制的程度、精度、速度及其適應(yīng)能力的要求越來越高，從而推動(dòng)了自動(dòng)控制理論和技術(shù)的迅速發(fā)展。特別是20世紀(jì)60年代以來，電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，為自動(dòng)控制理論及其應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，于是，現(xiàn)代控制理論逐步形成了一門融合系統(tǒng)論、控制論、信息論、數(shù)學(xué)以及其他各門學(xué)科的綜合性現(xiàn)代科學(xué)分支。

　　1.1 自動(dòng)控制理論的發(fā)展歷史

　　自動(dòng)控制理論的萌芽在古代就開始，我國(guó)古人發(fā)明的指南車就應(yīng)用了反饋的原理。1788年J.Watt在發(fā)明蒸汽機(jī)的同時(shí)，應(yīng)用反饋的思想設(shè)計(jì)了離心式飛擺調(diào)速器——這是一個(gè)反饋控制系統(tǒng)的方案。大工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際促進(jìn)了自動(dòng)控制理論的發(fā)展。1868年J.C.Maxwell發(fā)表的《論調(diào)速器》，論述了調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)定性；1876年俄國(guó)學(xué)者H，A維什涅格拉茨基發(fā)表著作《論調(diào)速器的一般理論》；1875年E.J.Routh和A.Hurwitz提出了根據(jù)代數(shù)方程的系數(shù)判斷線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性方法；1927年H.S.Black發(fā)現(xiàn)采用負(fù)反饋線路的放大器，引入負(fù)反饋后，放大器系統(tǒng)對(duì)擾動(dòng)和放大器增益變化的敏感性大為降低。由于電子學(xué)、通信技術(shù)發(fā)展的需要，1932年H—NyqLlest采用頻率特性表示系統(tǒng)，提出了頻域穩(wěn)定性判據(jù)，很好地解決了Black放大器的穩(wěn)定性問題，而且可以分析系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度，奠定了頻域法分析與綜合的基礎(chǔ)；1934.年H.L.Htazen發(fā)表《關(guān)于伺服機(jī)構(gòu)理論》；到了1938年，A.B.維哈伊洛夫發(fā)表《頻域法》，這標(biāo)志著經(jīng)典控制理論的誕生。為了更好地開展自動(dòng)控制理論的研究，蘇聯(lián)科學(xué)院于1939年設(shè)立了自動(dòng)學(xué)和遠(yuǎn)動(dòng)學(xué)研究所；同年，美國(guó)麻省理工學(xué)院建立了伺服機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室，開展自動(dòng)控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)研究工作。1945年，H.w.Bode發(fā)表專著《網(wǎng)絡(luò)分析和反饋放大器設(shè)計(jì)》，完善了系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)的頻域方法；1948年w.R.Evans提出了系統(tǒng)的根軌跡方法，進(jìn)一步完善了頻域分析方法。1954年，錢學(xué)森出版了《工程控制論》，全面總結(jié)了經(jīng)典控制理論，標(biāo)志著經(jīng)典控制理論的成熟。而維納(N.Weiner）于1948年發(fā)表了《控制論》，這部具有深遠(yuǎn)影響的著作標(biāo)志著控制論的誕生。