自动化发展历程与展望.doc

自动化发展历程与展望.doc自动化发展历程与展望自动化发展历程与展望(黄冈师范学院物理科学与技术学院,黄冈438000)摘要:本文系统总结了自动化理论的发展过程,列举了大量实事说明自动化理论的重要应用,对自动化理论的末来发展进行了预测和展望。关键词:自动化;发展;展望0引言自古希腊时期开始,人类就已经开始思考自动执行任务的方法。在大约公元前50年,希腊发明家Her。就成功发明了一套自动化装置,该装置能在牧师点燃祭坛的火把后自动将宗庙的门打开。但是,自动化发展的动力源于十八世纪初的工业革命。在这期间,由JamesWatt,RichardTrevithick,RichardArkwright,ThomasSavery,en等发明的一系列蒸汽动力装置,将人们从繁重的体力劳动中解放出来,而这还只是一个简单缩影。在此期间,出现的最先进的自动化装置之一是法国发明家BasileBouchonF公元1725年发明的拉花机。该装置的指令系统以圆孔的形式记录在纸上,通过判断孔洞的有无来确定针脚的路径。从此,仅需踩着踏板就可以完成之前一系列零散复杂精细的操作了[1]。自动化技术形成时期是在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。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。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。进入20世纪以后,工业生产中广泛应用各种自动调节装置,促进了对调节系统进行分析和综合的研究工作。这一时期虽然在自动调节器中已广泛应用反馈控制的结构,但从理论上研究反馈控制的原理则是从20世纪20年代开始的。1833年英国数学家C•巳贝奇在设计分析机时首先提出程序控制的原理。1939年世界上第一批系统与控制的专业研究机构成立,为20世纪40年代形成经典控制理论和发展局部自动化作了理论上和组织上的准备。20世纪40〜50年代是局部自动化时期第二次世界大战时期形成的经典控制理论对战后发展局部自动化起了重要的促进作用。在解决问题的过程中形成了经典控制理论,设计出各种精密的自动调节装置,开创了系统和控制这一新的科学领域。这一新的学科当时在美国称为伺服机构理论,在苏联称为自动调整理论,主要是解决单变量的控制问题。经典控制理论这个名称是I960年在第一届全美联合自动控制会议上提出来的。1945年后由于战时出版禁令的解除,出现了系统阐述经典控制理论的著作。1945年美国数学家维纳把反馈的概念推广到一切控制系统,50年代以后,经典控制理论有了许多新的发展。经典控制理论的方法基本上能满足第二次世界大战中军事技术上的需要和战后工业发展上的需要。但是到了50年代末就发现把经典控制理论的方法推广到多变量系统时会得出错误的结论,故经典控制理论的方法有其局限性。20世纪40年代中发明的电子数字计算机开创了数字程序控制的新纪元,虽然当时还局限于自动计算方面,但ENIAC和EDVAC的制造成功,开创了电子数字程序控制的新纪元。电子数字计算机的发明为60-70年代在控制系统中广泛应用程序控制和逻辑控制以及广泛应用电子数字计算机直接