自動(dòng)化科技概論(第1講)

1、 岳偉 博士郵箱：QQ:148098475自動(dòng)化科技創(chuàng)新及實(shí)踐自動(dòng)化科技創(chuàng)新及實(shí)踐教材：教材：大學(xué)生課外科技創(chuàng)新作品集大學(xué)生課外科技創(chuàng)新作品集 本課程是用一定的理論知識(shí)結(jié)合實(shí)際的學(xué)習(xí)過(guò)程。要求大家將課本的知識(shí)成功應(yīng)用于實(shí)際，同時(shí)能做出一定的創(chuàng)新！36學(xué)時(shí)：學(xué)時(shí)：12學(xué)時(shí)試驗(yàn)和學(xué)時(shí)試驗(yàn)和24學(xué)時(shí)課堂學(xué)時(shí)課堂最后兩節(jié)課給大家時(shí)間，實(shí)現(xiàn)自己的作品，作為本課程最后的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)！自動(dòng)化科技的概念和發(fā)展簡(jiǎn)史自動(dòng)化科技的概念和發(fā)展簡(jiǎn)史本章內(nèi)容本章內(nèi)容u3.1 自動(dòng)化科技的概念自動(dòng)化科技的概念u3.2 我國(guó)古代自動(dòng)化裝置我國(guó)古代自動(dòng)化裝置u3.3 自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史一、自動(dòng)化科技的概念一、自動(dòng)

2、化科技的概念現(xiàn)代社會(huì)和現(xiàn)代生活離不開(kāi)對(duì)一些物理量的控制，包現(xiàn)代社會(huì)和現(xiàn)代生活離不開(kāi)對(duì)一些物理量的控制，包括實(shí)現(xiàn)對(duì)這種控制的自動(dòng)化。括實(shí)現(xiàn)對(duì)這種控制的自動(dòng)化。例如公共電網(wǎng)上的電壓是例如公共電網(wǎng)上的電壓是50Hz50Hz、220v220v的交流電。在發(fā)的交流電。在發(fā)電廠(chǎng)就要設(shè)法控制電壓、頻率這兩個(gè)物理量為恒值，這電廠(chǎng)就要設(shè)法控制電壓、頻率這兩個(gè)物理量為恒值，這要采用自動(dòng)調(diào)壓和自動(dòng)調(diào)頻裝置。要采用自動(dòng)調(diào)壓和自動(dòng)調(diào)頻裝置。在化肥廠(chǎng)控制反應(yīng)釜在化肥廠(chǎng)控制反應(yīng)釜( (塔塔) )內(nèi)溫度和壓力為恒值，使化內(nèi)溫度和壓力為恒值，使化學(xué)反應(yīng)速度加快。學(xué)反應(yīng)速度加快。而各種現(xiàn)代火炮的俯仰角和方位角都是自動(dòng)控制的，特而

3、各種現(xiàn)代火炮的俯仰角和方位角都是自動(dòng)控制的，特別用雙雷達(dá)控制的防空導(dǎo)彈可以自動(dòng)跟蹤高空的飛行目標(biāo)別用雙雷達(dá)控制的防空導(dǎo)彈可以自動(dòng)跟蹤高空的飛行目標(biāo)進(jìn)行命中爆炸。進(jìn)行命中爆炸。在機(jī)械加工廠(chǎng)金屬切削機(jī)床上，經(jīng)常是控制工件或刀具在機(jī)械加工廠(chǎng)金屬切削機(jī)床上，經(jīng)常是控制工件或刀具的轉(zhuǎn)速為恒值，使產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量提高。的轉(zhuǎn)速為恒值，使產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量提高?？照{(diào)器保持室內(nèi)溫度為恒值，其他如冰箱、洗衣機(jī)無(wú)不空調(diào)器保持室內(nèi)溫度為恒值，其他如冰箱、洗衣機(jī)無(wú)不將一些物理量控制為恒值，而全自動(dòng)洗衣機(jī)更把洗衣、將一些物理量控制為恒值，而全自動(dòng)洗衣機(jī)更把洗衣、漂洗和脫水等操作自動(dòng)按程序進(jìn)行。漂洗和脫水等操作自動(dòng)按程序進(jìn)行

4、。自動(dòng)化自動(dòng)化(Automation)(Automation)表示機(jī)器或設(shè)備在無(wú)人干預(yù)的情表示機(jī)器或設(shè)備在無(wú)人干預(yù)的情況下，按規(guī)定的程序或指令自動(dòng)進(jìn)行操作或控制以達(dá)到?jīng)r下，按規(guī)定的程序或指令自動(dòng)進(jìn)行操作或控制以達(dá)到預(yù)定的要求。預(yù)定的要求。用手（通過(guò)感覺(jué)）來(lái)測(cè)試水的溫度，并將此溫度與他要用手（通過(guò)感覺(jué)）來(lái)測(cè)試水的溫度，并將此溫度與他要求的值（給定值）相比較（通過(guò)大腦）。同時(shí)他要決定求的值（給定值）相比較（通過(guò)大腦）。同時(shí)他要決定（通過(guò)大腦）：他的手應(yīng)該朝哪個(gè)方向旋轉(zhuǎn)加溫用的蒸汽（通過(guò)大腦）：他的手應(yīng)該朝哪個(gè)方向旋轉(zhuǎn)加溫用的蒸汽閥門(mén)和旋轉(zhuǎn)多大的角度。閥門(mén)和旋轉(zhuǎn)多大的角度。采用自動(dòng)控制時(shí)上述功能都有

5、各種的元件和儀表來(lái)代替。采用自動(dòng)控制時(shí)上述功能都有各種的元件和儀表來(lái)代替。例如溫度測(cè)量元件、控制記錄儀表和調(diào)節(jié)閥等。例如溫度測(cè)量元件、控制記錄儀表和調(diào)節(jié)閥等。自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)是一個(gè)涉及學(xué)科較多、應(yīng)用廣泛的綜自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)是一個(gè)涉及學(xué)科較多、應(yīng)用廣泛的綜合性科學(xué)技術(shù)，歸屬于控制科學(xué)與工程的范疇。合性科學(xué)技術(shù)，歸屬于控制科學(xué)與工程的范疇。自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)的內(nèi)容有自動(dòng)控制和信號(hào)處理兩個(gè)方自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)的內(nèi)容有自動(dòng)控制和信號(hào)處理兩個(gè)方面，包括理論、方法、應(yīng)用硬件和軟件等。面，包括理論、方法、應(yīng)用硬件和軟件等。從應(yīng)用觀(guān)點(diǎn)來(lái)看，研究?jī)?nèi)容有過(guò)程自動(dòng)化、機(jī)械制造從應(yīng)用觀(guān)點(diǎn)來(lái)看，研究?jī)?nèi)容有過(guò)程自動(dòng)化、機(jī)械制造自動(dòng)化

6、、武器及軍事自動(dòng)化、辦公室自動(dòng)化和家庭自動(dòng)自動(dòng)化、武器及軍事自動(dòng)化、辦公室自動(dòng)化和家庭自動(dòng)化等等。化等等。采用自動(dòng)化技術(shù)不僅可以使人從繁重的體力勞動(dòng)、部分采用自動(dòng)化技術(shù)不僅可以使人從繁重的體力勞動(dòng)、部分腦力勞動(dòng)以及惡劣、危險(xiǎn)的工作環(huán)境中解放出來(lái)，而且腦力勞動(dòng)以及惡劣、危險(xiǎn)的工作環(huán)境中解放出來(lái)，而且能擴(kuò)展人的器官功能，極大地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，增強(qiáng)人能擴(kuò)展人的器官功能，極大地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，增強(qiáng)人類(lèi)認(rèn)識(shí)世界和改造世界的能力。類(lèi)認(rèn)識(shí)世界和改造世界的能力。自動(dòng)化是新的技術(shù)革命的一個(gè)重要方面。自動(dòng)化技術(shù)的自動(dòng)化是新的技術(shù)革命的一個(gè)重要方面。自動(dòng)化技術(shù)的研究、應(yīng)用和推廣，對(duì)人類(lèi)的生產(chǎn)、生活的方式將產(chǎn)生深研究

7、、應(yīng)用和推廣，對(duì)人類(lèi)的生產(chǎn)、生活的方式將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。遠(yuǎn)影響。二、我國(guó)古代自動(dòng)裝置二、我國(guó)古代自動(dòng)裝置中國(guó)古代能工巧匠發(fā)明許多原始的自動(dòng)裝置，以滿(mǎn)足生中國(guó)古代能工巧匠發(fā)明許多原始的自動(dòng)裝置，以滿(mǎn)足生產(chǎn)、生活和作戰(zhàn)的需要。指南車(chē)、銅壺滴漏、浮子式閥門(mén)、產(chǎn)、生活和作戰(zhàn)的需要。指南車(chē)、銅壺滴漏、浮子式閥門(mén)、記里鼓車(chē)、漏水轉(zhuǎn)渾天儀、候風(fēng)地動(dòng)儀、水運(yùn)儀象臺(tái)等就記里鼓車(chē)、漏水轉(zhuǎn)渾天儀、候風(fēng)地動(dòng)儀、水運(yùn)儀象臺(tái)等就是其中比較著名的幾種。是其中比較著名的幾種。(1)(1)指南車(chē)指南車(chē)中國(guó)馬鈞研制出用齒輪傳動(dòng)的自動(dòng)指示方向的指南車(chē)（中國(guó)馬鈞研制出用齒輪傳動(dòng)的自動(dòng)指示方向的指南車(chē)（235235年）年） 指南車(chē)是中國(guó)

8、古代用來(lái)指示方向的一種具有能自動(dòng)離合指南車(chē)是中國(guó)古代用來(lái)指示方向的一種具有能自動(dòng)離合齒輪系裝置的車(chē)輛。齒輪系裝置的車(chē)輛。據(jù)史書(shū)記載，東漢張衡據(jù)史書(shū)記載，東漢張衡( (公元公元7878139)139)、三國(guó)時(shí)代魏國(guó)、三國(guó)時(shí)代魏國(guó)的馬鈞、南齊的祖沖之都曾制造過(guò)指南車(chē)。的馬鈞、南齊的祖沖之都曾制造過(guò)指南車(chē)。指南車(chē)是一種馬拉的雙輪獨(dú)轅車(chē)，車(chē)箱上立一個(gè)伸臂的指南車(chē)是一種馬拉的雙輪獨(dú)轅車(chē)，車(chē)箱上立一個(gè)伸臂的木人。車(chē)箱內(nèi)裝有能自動(dòng)離合的齒輪系。當(dāng)車(chē)子轉(zhuǎn)彎偏離木人。車(chē)箱內(nèi)裝有能自動(dòng)離合的齒輪系。當(dāng)車(chē)子轉(zhuǎn)彎偏離正南方向時(shí)車(chē)箱前端就順此方向移動(dòng)，而后端則向反方向正南方向時(shí)車(chē)箱前端就順此方向移動(dòng)，而后端則向反方向移

9、動(dòng)，并將傳動(dòng)齒輪放落，使車(chē)輪的傳動(dòng)帶動(dòng)木人下的大移動(dòng)，并將傳動(dòng)齒輪放落，使車(chē)輪的傳動(dòng)帶動(dòng)木人下的大齒輪向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，恰好抵消車(chē)子轉(zhuǎn)彎產(chǎn)生的影響。齒輪向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，恰好抵消車(chē)子轉(zhuǎn)彎產(chǎn)生的影響。車(chē)向正南方向行駛時(shí)，車(chē)輪和木人下的大齒輪是分離的，車(chē)向正南方向行駛時(shí)，車(chē)輪和木人下的大齒輪是分離的，木人指向不變。木人指向不變。無(wú)論車(chē)轉(zhuǎn)向何方，都能使人的手臂始終指向南方。無(wú)論車(chē)轉(zhuǎn)向何方，都能使人的手臂始終指向南方。指南車(chē)是一個(gè)保持方向恒定的自動(dòng)裝置。指南車(chē)是一個(gè)保持方向恒定的自動(dòng)裝置。(2)銅壺滴漏 中國(guó)，埃及和巴比倫中國(guó)，埃及和巴比倫出 現(xiàn) 自 動(dòng) 計(jì) 時(shí) 漏 斗出 現(xiàn) 自 動(dòng) 計(jì) 時(shí) 漏 斗（14

10、00B.C.-1100B.C.）漏壺，中國(guó)古代的自動(dòng)計(jì)時(shí)（測(cè)量時(shí)間）裝置，又稱(chēng)刻漏壺，中國(guó)古代的自動(dòng)計(jì)時(shí)（測(cè)量時(shí)間）裝置，又稱(chēng)刻漏或漏刻。漏或漏刻。漏壺的最早記載見(jiàn)于漏壺的最早記載見(jiàn)于周禮周禮。這種計(jì)時(shí)裝置最初只有。這種計(jì)時(shí)裝置最初只有兩個(gè)壺，由上壺滴水到下面的受水壺，液面使浮箭升起以?xún)蓚€(gè)壺，由上壺滴水到下面的受水壺，液面使浮箭升起以示刻度（即時(shí)間）。示刻度（即時(shí)間）。保持上壺的水位恒定是滴漏計(jì)時(shí)準(zhǔn)確的關(guān)鍵。這個(gè)問(wèn)題保持上壺的水位恒定是滴漏計(jì)時(shí)準(zhǔn)確的關(guān)鍵。這個(gè)問(wèn)題后來(lái)是互相銜接的多級(jí)（后來(lái)是互相銜接的多級(jí)（3 35 5級(jí)）水壺來(lái)解決的。級(jí)）水壺來(lái)解決的。蓮華漏由蓮華漏由4 4個(gè)壺組成。天池壺、

11、個(gè)壺組成。天池壺、平水壺逐級(jí)向平水小壺平水壺逐級(jí)向平水小壺供水。供水。平水小壺上有溢水口，可使多余的水泄入減水桶以保持平水小壺上有溢水口，可使多余的水泄入減水桶以保持水面恒定。水面恒定。在蓮華漏中還采用一個(gè)浮子式閥門(mén)作為自動(dòng)切斷閥。當(dāng)在蓮華漏中還采用一個(gè)浮子式閥門(mén)作為自動(dòng)切斷閥。當(dāng)受水壺水位升至滿(mǎn)刻度時(shí)，浮子式閥門(mén)就會(huì)自動(dòng)阻塞上級(jí)受水壺水位升至滿(mǎn)刻度時(shí)，浮子式閥門(mén)就會(huì)自動(dòng)阻塞上級(jí)平水壺的出水小孔，切斷水滴。平水壺的出水小孔，切斷水滴。中國(guó)南方和西南方部落村民的一種習(xí)中國(guó)南方和西南方部落村民的一種習(xí)俗，就是常用長(zhǎng)俗，就是常用長(zhǎng)0.60.6米以上的飲酒管飲米以上的飲酒管飲酒。在這種竹制飲酒管中有一

12、條銀制小酒。在這種竹制飲酒管中有一條銀制小魚(yú)，作為可動(dòng)的魚(yú)，作為可動(dòng)的“關(guān)捩關(guān)捩”（即浮子式閥（即浮子式閥門(mén)）。門(mén)）。飲酒時(shí)吸得太快或太慢，小孔就會(huì)被飲酒時(shí)吸得太快或太慢，小孔就會(huì)被小魚(yú)自動(dòng)堵塞。小魚(yú)自動(dòng)堵塞。這種浮子式閥門(mén)可用來(lái)保持均勻的飲這種浮子式閥門(mén)可用來(lái)保持均勻的飲酒速度。酒速度。(3)(3)飲酒速度的自動(dòng)調(diào)節(jié)飲酒速度的自動(dòng)調(diào)節(jié)(4)(4)計(jì)里鼓車(chē)計(jì)里鼓車(chē)中國(guó)古代有能自報(bào)行車(chē)?yán)锍痰能?chē)制，是東漢以后出現(xiàn)的，中國(guó)古代有能自報(bào)行車(chē)?yán)锍痰能?chē)制，是東漢以后出現(xiàn)的，由漢代鼓車(chē)改裝而成，車(chē)中裝設(shè)具有減速作用的傳動(dòng)齒輪由漢代鼓車(chē)改裝而成，車(chē)中裝設(shè)具有減速作用的傳動(dòng)齒輪和凸輪、杠桿等機(jī)構(gòu)。車(chē)行一里，車(chē)上

13、木人受凸輪牽動(dòng)，和凸輪、杠桿等機(jī)構(gòu)。車(chē)行一里，車(chē)上木人受凸輪牽動(dòng)，由繩索拉起木人右臂擊鼓一次，以表示行車(chē)的里程。由繩索拉起木人右臂擊鼓一次，以表示行車(chē)的里程。(5)(5)漏水轉(zhuǎn)渾天儀漏水轉(zhuǎn)渾天儀公元公元2 2世紀(jì)，中國(guó)東漢的天文學(xué)家張衡創(chuàng)制的一種天文世紀(jì)，中國(guó)東漢的天文學(xué)家張衡創(chuàng)制的一種天文表演儀器。表演儀器。它是一種用漏水推動(dòng)的水運(yùn)渾象，和現(xiàn)在的天球儀相似，它是一種用漏水推動(dòng)的水運(yùn)渾象，和現(xiàn)在的天球儀相似，可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)天體運(yùn)行的自動(dòng)仿真?？梢杂脕?lái)實(shí)現(xiàn)天體運(yùn)行的自動(dòng)仿真。渾象是在一個(gè)直徑為渾象是在一個(gè)直徑為1.5m1.5m的銅球上刻有的銅球上刻有2828宿、中外星官、宿、中外星官、黃赤道、南北

14、極、黃赤道、南北極、2424節(jié)氣、恒星圈、恒隱圈等。節(jié)氣、恒星圈、恒隱圈等。這里的關(guān)鍵是漏水要推動(dòng)一個(gè)恒速旋轉(zhuǎn)的齒輪使揮象與這里的關(guān)鍵是漏水要推動(dòng)一個(gè)恒速旋轉(zhuǎn)的齒輪使揮象與天球同步轉(zhuǎn)動(dòng)，用來(lái)表現(xiàn)星空的周日視運(yùn)動(dòng)，如恒星的出天球同步轉(zhuǎn)動(dòng)，用來(lái)表現(xiàn)星空的周日視運(yùn)動(dòng)，如恒星的出沒(méi)和中天。沒(méi)和中天。(5)(5)候風(fēng)地動(dòng)儀候風(fēng)地動(dòng)儀中國(guó)張衡研制出自動(dòng)測(cè)量地震的侯風(fēng)地動(dòng)儀（中國(guó)張衡研制出自動(dòng)測(cè)量地震的侯風(fēng)地動(dòng)儀（132132年）年）公元公元132132年?yáng)|漢張衡發(fā)明的一種觀(guān)察地震的自動(dòng)檢測(cè)儀年?yáng)|漢張衡發(fā)明的一種觀(guān)察地震的自動(dòng)檢測(cè)儀器。它的工作原理涉及到檢測(cè)地震信號(hào)的大小和方向。器。它的工作原理涉及到檢測(cè)地

15、震信號(hào)的大小和方向。(7)(7)水運(yùn)儀象臺(tái)水運(yùn)儀象臺(tái)公元公元10881088年，蘇頌、韓公廉等人制成的水力天文裝置，年，蘇頌、韓公廉等人制成的水力天文裝置，高約高約12m12m、寬約、寬約7m7m。它既能演示或能觀(guān)測(cè)天象，又能計(jì)時(shí)及報(bào)時(shí)。它既能演示或能觀(guān)測(cè)天象，又能計(jì)時(shí)及報(bào)時(shí)。水運(yùn)儀象臺(tái)利用銅壺滴漏的恒定水流作動(dòng)力來(lái)推動(dòng)樞輪水運(yùn)儀象臺(tái)利用銅壺滴漏的恒定水流作動(dòng)力來(lái)推動(dòng)樞輪恒速旋轉(zhuǎn)。恒速旋轉(zhuǎn)。樞輪又帶動(dòng)渾象和渾儀兩個(gè)齒輪系。其中渾象是一種觀(guān)樞輪又帶動(dòng)渾象和渾儀兩個(gè)齒輪系。其中渾象是一種觀(guān)測(cè)儀器，其主要用途是測(cè)定昏、旦和夜半中星以及天體的測(cè)儀器，其主要用途是測(cè)定昏、旦和夜半中星以及天體的赤道坐標(biāo)等

16、。赤道坐標(biāo)等。儀象臺(tái)裝有自動(dòng)機(jī)構(gòu)，在每個(gè)時(shí)辰初、正和每刻相應(yīng)地儀象臺(tái)裝有自動(dòng)機(jī)構(gòu)，在每個(gè)時(shí)辰初、正和每刻相應(yīng)地有木人搖鈴、打鐘和擊鼓。有木人搖鈴、打鐘和擊鼓。中國(guó)古代人民在原始的自動(dòng)裝置的創(chuàng)造和發(fā)明上作出中國(guó)古代人民在原始的自動(dòng)裝置的創(chuàng)造和發(fā)明上作出過(guò)輝煌的成就。過(guò)輝煌的成就。三、自動(dòng)化科技發(fā)展簡(jiǎn)史三、自動(dòng)化科技發(fā)展簡(jiǎn)史古代人類(lèi)在長(zhǎng)期的生產(chǎn)和生活中，為了減輕自己的勞動(dòng)，古代人類(lèi)在長(zhǎng)期的生產(chǎn)和生活中，為了減輕自己的勞動(dòng)，逐漸利用自然界的動(dòng)力逐漸利用自然界的動(dòng)力( (風(fēng)力、水力等風(fēng)力、水力等) )代替人力、畜力，代替人力、畜力，以及用自動(dòng)裝置代替人的部分繁難的腦力活動(dòng)和對(duì)自然界以及用自動(dòng)裝置代替人

17、的部分繁難的腦力活動(dòng)和對(duì)自然界動(dòng)力的控制。動(dòng)力的控制。1 1、自動(dòng)裝置的出現(xiàn)和應(yīng)用（、自動(dòng)裝置的出現(xiàn)和應(yīng)用（1818世紀(jì)以前）世紀(jì)以前）（1 1）古代自動(dòng)裝置）古代自動(dòng)裝置 公元前公元前1414至公元前至公元前1111世紀(jì)，中國(guó)和巴比倫出現(xiàn)了自動(dòng)計(jì)世紀(jì)，中國(guó)和巴比倫出現(xiàn)了自動(dòng)計(jì)時(shí)裝置時(shí)裝置刻漏，為人類(lèi)研制和使用自動(dòng)裝置之始?？搪?，為人類(lèi)研制和使用自動(dòng)裝置之始。公元公元11351135年中國(guó)的燕肅在年中國(guó)的燕肅在“蓮華漏蓮華漏”中采用三級(jí)漏壺并中采用三級(jí)漏壺并浮子式閥門(mén)自動(dòng)裝置調(diào)節(jié)液位。浮子式閥門(mén)自動(dòng)裝置調(diào)節(jié)液位。在中國(guó)的三國(guó)時(shí)期，使用了自動(dòng)指示方向的指南車(chē)。在中國(guó)的三國(guó)時(shí)期，使用了自動(dòng)指示方向

18、的指南車(chē)。公元公元1 1世紀(jì)古埃及和希臘的發(fā)明家也創(chuàng)造了教堂廟門(mén)自世紀(jì)古埃及和希臘的發(fā)明家也創(chuàng)造了教堂廟門(mén)自動(dòng)開(kāi)啟、銅祭司自動(dòng)灑圣水、投幣式圣水箱等自動(dòng)裝置。動(dòng)開(kāi)啟、銅祭司自動(dòng)灑圣水、投幣式圣水箱等自動(dòng)裝置。中國(guó)天文學(xué)家張衡曾經(jīng)發(fā)明了對(duì)天體運(yùn)行情況自動(dòng)仿真中國(guó)天文學(xué)家張衡曾經(jīng)發(fā)明了對(duì)天體運(yùn)行情況自動(dòng)仿真的漏水轉(zhuǎn)渾天儀和自動(dòng)檢測(cè)地震的候風(fēng)地動(dòng)儀。的漏水轉(zhuǎn)渾天儀和自動(dòng)檢測(cè)地震的候風(fēng)地動(dòng)儀。公元公元10881088年，中國(guó)蘇頌等人把渾儀（天文觀(guān)測(cè)儀器）、年，中國(guó)蘇頌等人把渾儀（天文觀(guān)測(cè)儀器）、渾象（天文表現(xiàn)儀器）和自動(dòng)計(jì)時(shí)裝置結(jié)合在一起建成了渾象（天文表現(xiàn)儀器）和自動(dòng)計(jì)時(shí)裝置結(jié)合在一起建成了水運(yùn)儀象

19、臺(tái)。水運(yùn)儀象臺(tái)。1717世紀(jì)以來(lái)，隨著生產(chǎn)的發(fā)展，在歐洲的一些國(guó)家相繼世紀(jì)以來(lái)，隨著生產(chǎn)的發(fā)展，在歐洲的一些國(guó)家相繼出現(xiàn)了多種自動(dòng)裝置，其中比較典型的有：出現(xiàn)了多種自動(dòng)裝置，其中比較典型的有：法國(guó)物理學(xué)家法國(guó)物理學(xué)家B B帕斯卡在公元帕斯卡在公元16421642年發(fā)明的加法器；年發(fā)明的加法器；荷蘭機(jī)械師荷蘭機(jī)械師C.C.惠更斯于公元惠更斯于公元16571657年發(fā)明鐘表；年發(fā)明鐘表；英國(guó)機(jī)械師英國(guó)機(jī)械師E E李在公元李在公元17451745年發(fā)明帶有風(fēng)向控制的風(fēng)年發(fā)明帶有風(fēng)向控制的風(fēng)磨；磨；俄國(guó)機(jī)械師俄國(guó)機(jī)械師H H波爾祖諾夫于公元波爾祖諾夫于公元17651765年發(fā)明了蒸汽鍋年發(fā)明了蒸汽鍋爐

20、水位保持恒定用的浮子式閥門(mén)水位調(diào)節(jié)器。爐水位保持恒定用的浮子式閥門(mén)水位調(diào)節(jié)器。(2)(2)近代自動(dòng)裝置近代自動(dòng)裝置中國(guó)明代宋應(yīng)星所著中國(guó)明代宋應(yīng)星所著天工開(kāi)物天工開(kāi)物記載記載有程序控制思想（有程序控制思想（CNCCNC）的提花織機(jī)結(jié)構(gòu)）的提花織機(jī)結(jié)構(gòu)圖（圖（16371637年）年） 公元公元17881788年英國(guó)機(jī)械師年英國(guó)機(jī)械師J J瓦特發(fā)明離心式調(diào)速器，并瓦特發(fā)明離心式調(diào)速器，并把它與蒸汽機(jī)的閥門(mén)連接起來(lái)，構(gòu)成蒸汽機(jī)轉(zhuǎn)速的閉環(huán)自把它與蒸汽機(jī)的閥門(mén)連接起來(lái)，構(gòu)成蒸汽機(jī)轉(zhuǎn)速的閉環(huán)自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)。這項(xiàng)發(fā)明對(duì)第一次工業(yè)革命和控制理論后來(lái)動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)。這項(xiàng)發(fā)明對(duì)第一次工業(yè)革命和控制理論后來(lái)的發(fā)展有重要影

21、響。的發(fā)展有重要影響。2 2、自動(dòng)化技術(shù)形成時(shí)期（、自動(dòng)化技術(shù)形成時(shí)期（1818世紀(jì)末至世紀(jì)末至2020世紀(jì)世紀(jì)3030年代）年代）(1)(1)自動(dòng)調(diào)節(jié)的廣泛應(yīng)用自動(dòng)調(diào)節(jié)的廣泛應(yīng)用 由于第一次工業(yè)革命的需要，人們開(kāi)始采用自動(dòng)調(diào)節(jié)器由于第一次工業(yè)革命的需要，人們開(kāi)始采用自動(dòng)調(diào)節(jié)器或裝置，使一些物理量保持在給定值附近?；蜓b置，使一些物理量保持在給定值附近。公元公元18681868年法國(guó)工程師年法國(guó)工程師J.J.法爾科發(fā)明反饋調(diào)節(jié)器，并把法爾科發(fā)明反饋調(diào)節(jié)器，并把它與蒸汽閥連接起來(lái)，操作蒸汽船的舵，他稱(chēng)之為伺服機(jī)它與蒸汽閥連接起來(lái)，操作蒸汽船的舵，他稱(chēng)之為伺服機(jī)構(gòu)。構(gòu)。到了到了2020世紀(jì)世紀(jì)202

22、03030年代，美國(guó)開(kāi)始采用年代，美國(guó)開(kāi)始采用PIDPID調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器( (比例比例積分積分微分調(diào)節(jié)器微分調(diào)節(jié)器) )。這是一種模擬式調(diào)節(jié)器。這是一種模擬式調(diào)節(jié)器, ,現(xiàn)現(xiàn)在還在許多工廠(chǎng)中采用。在還在許多工廠(chǎng)中采用。英國(guó)英國(guó)J.WattJ.Watt用離心式調(diào)速器用離心式調(diào)速器控制蒸汽機(jī)的速度（控制蒸汽機(jī)的速度（17881788年）年） 英國(guó)英國(guó)J.M.GrayJ.M.Gray設(shè)計(jì)出第一艘全自動(dòng)蒸汽輪船設(shè)計(jì)出第一艘全自動(dòng)蒸汽輪船東方號(hào)（東方號(hào)（Great EasternGreat Eastern）（）（18661866年）年） 由徐壽設(shè)計(jì)的中國(guó)第一艘蒸汽輪船由徐壽設(shè)計(jì)的中國(guó)第一艘蒸汽輪船“黃黃鶴

23、號(hào)鶴號(hào)”在安慶軍械所下水（在安慶軍械所下水（18661866年）次年）次年，中國(guó)第一艘木質(zhì)明輪蒸汽艦船年，中國(guó)第一艘木質(zhì)明輪蒸汽艦船“怡怡吉號(hào)吉號(hào)”在江南造船廠(chǎng)下水。在江南造船廠(chǎng)下水。 (2)(2)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性問(wèn)題自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性問(wèn)題 自動(dòng)調(diào)節(jié)器和被控制對(duì)象自動(dòng)調(diào)節(jié)器和被控制對(duì)象( (蒸汽機(jī)或船舵蒸汽機(jī)或船舵) )組成自動(dòng)調(diào)節(jié)組成自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。系統(tǒng)。當(dāng)時(shí)人們發(fā)現(xiàn)蒸汽機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)忽高忽低，即系統(tǒng)會(huì)發(fā)生振當(dāng)時(shí)人們發(fā)現(xiàn)蒸汽機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)忽高忽低，即系統(tǒng)會(huì)發(fā)生振蕩蕩( (不穩(wěn)定不穩(wěn)定) )。這迫使一些數(shù)學(xué)家從理論上來(lái)加以研究。公元這迫使一些數(shù)學(xué)家從理論上來(lái)加以研究。公元18681868年英年英國(guó)物理

24、學(xué)家國(guó)物理學(xué)家J.J.麥克斯韋爾用微分方程描述并總結(jié)了調(diào)節(jié)器麥克斯韋爾用微分方程描述并總結(jié)了調(diào)節(jié)器的理論。的理論。公元公元18761876年俄國(guó)機(jī)械學(xué)家年俄國(guó)機(jī)械學(xué)家U UA A維什涅格拉茨基進(jìn)一步維什涅格拉茨基進(jìn)一步總結(jié)了調(diào)節(jié)器理論，歸結(jié)為只要研究描述自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的總結(jié)了調(diào)節(jié)器理論，歸結(jié)為只要研究描述自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的線(xiàn)性齊次微分方程的通解。線(xiàn)性齊次微分方程的通解。公元公元18771877年英國(guó)數(shù)學(xué)家年英國(guó)數(shù)學(xué)家E.E.勞思、勞思、18951895年德國(guó)數(shù)學(xué)家年德國(guó)數(shù)學(xué)家A A胡爾維茨提出代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)，沿用到現(xiàn)在。胡爾維茨提出代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)，沿用到現(xiàn)在。公元公元18921892年俄國(guó)數(shù)學(xué)家年俄國(guó)數(shù)學(xué)家A A李雅普諾夫提出穩(wěn)定性的嚴(yán)李雅普諾夫提出穩(wěn)定性的嚴(yán)格數(shù)學(xué)定義并發(fā)表了專(zhuān)著。格數(shù)學(xué)定義并發(fā)表了專(zhuān)著。英國(guó)英國(guó)E.J.RouthE.J.Routh建立建立RouthRouth判據(jù)（判據(jù)（Routh-Routh-Hurwitz Stability CriteriaHurwitz Stability Criteria）（）（18751875年）年） 俄國(guó)俄國(guó)A.W.LyapunovA.W.Lyapunov博士論文論運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定博士論文論運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性的一般問(wèn)題（性的一般問(wèn)題（18921892年）年） 進(jìn)入