机电控制历史简介课件

机电控制基础与实践

王田苗丑武胜

自动控制是人类在认识世界和发明创新的过程中发展起来的一门重要的科学技术。它是推动现代机电控制系统的技术革命关键技术。让我们记住在历史上对机电控制方面做出杰出贡献的科学家，学习他们追求真理精神，结合社会发展需求思路，相互交流合作学风。1自动控制技术与人类进步

AutomaticControl&HumanCivilization前言自动控制是人类在认识世界和发明创新的过程中发展起来的一门重要的科学技术。依靠它，人类可以从笨重，重复性的劳动中解放出来，从事更富创造性的工作。自动化技术是当代发展迅速，应用广泛，最引人瞩目的高技术之一，是推动新的技术革命和新的产业革命的关键技术。自动化也即现代化。2(6)英国J.Watt用离心式调速器控制蒸汽机的速度(1788年)(7)英国J.C.Maxwell发表“论调速器”(OnGovernors)论文(1868年)3III.经典控制(ClassicalControl)(1935-1950)(1)美国贝尔实验室的H.Bode(1938)，以及Nyquist(1940)提出频率响应法(2)美国Taylor仪器公司的J.G.Ziegler和N.B.Nichols提出PID参数的最佳调整法(1942)(3)美国MIT的N.Wiener研究随机过程的预测(1942)，提出Wiener滤波理论(1942)，发表《控制论》(Cybernetics)一书(1948)，标志着控制论学科的诞生。N.B.NicholsN.WienerN.Wiener,shownherein1954withYukWingLee(left)andAmarG.Bose,discussinganaspectofstatisticalcommunicationtheory5(5)

自动控制的基础为闭环控制。控制论的奠基人N.Wiener

给出的定义为：“Feedbackisamethodofcontrollingasystembyinsertingintoittheresultofitspastperformance”

闭环控制系统的结构框图：6(4)美国的H.Hazen发表“关于伺服结构理论”(TheoryofServome-chanism)

(1934)，并在MIT建立伺服机构实验室(ServomechanismLaboratory)

(1939)H.Hazen7现代控制(ModernControl)

(1950-)二次世界大战中火炮，雷达，飞机以及通讯系统的控制研究直接推动了经典控制的发展。五十年代后兴起的现代控制起源于冷战时期的军备竞赛，如导弹(发射，操纵，指导及跟踪)，卫星，航天器和星球大战，以及计算机技术的出现(英国科学家A.J.G.MacFarlane)。9(4)美国MIT的ServomechanismLaboratory研制出第一台数控机床(1952)10(8)继MITCNCProject

之后，NC技术迅速进入商品化时代。1957年，Giddings&Lewis把NC装置装在SkinMiller上，制成NC工作母机。1958年，Kearney&Trecker开发了NC加工中心。同一年，日本富士通和牧野FRAICE公司开发成功NC铣床。11Oct.4,1957:LaunchoftherocketcarryingSputnik,thefirstman-madesatellite.Photosofthelaunchwerenotinitiallyreleased.Thisphotoisastillfroma1967Sovietdocumentaryfilm.K.S.Pavlovitch(1906-1966),RussianspacecraftdesignerandheaderoftheVostokandVoskhodprojects.13(6)美国GeorgeDevol研制出第一台工业机器人样机(1954)，两年后，被称为机器人之父的JosephEngelberger创立了第一家机器人公司，Unimation(7)美籍匈牙利人R.E.Kalman发表“OntheGeneralTheoryofControlSystems”等论文，引入状态空间法分析系统，提出能控性，能观测性，最佳调节器和kalman滤波等概念，奠定了现代控制理论的基础(1960)R.E.Kalman14(10)

1968年，日本Kawasaki公司从Unimation买进技术。目前，Yaskawa公司已成为世界最大机器人公司。15(9)

1963年,美国的LoftiZadeh与C.Desoer发表LinearSystems-AStateSpaceApproach。1965年，Zadeh提出模糊集合和模糊控制概念(10)美国的E.I.Jury

发表“数字控制系统”(Sampled-DataControlSystem)，建立了数字控制及数字信号处理的基础(1958)

C.Desoer17(11)苏联发射“月球”9号探测器，首次在月面软着陆成功(1966)，三年后(1969)，美国“阿波罗”11号把宇航员N.A.Armstrong送上月球。N.A.Armstrong18(14)美国的M.E.Merchant提出计算机集成制造的概念(1969)19(11)机器人技术体现了电子控制和驱动，传感器以及运动机构一体化的新思想。日本安川(Yaskawa)公司的工程师把这叫做Mechatronics(机电一体化技术)(1972)21(15)美国ARPA计算机网络初步建成(1971)(16)日本Fanuc公司研制出由加工中心和工业机器人组成的柔性制造单元(1976)22(12)自1973年的石油危机以后，电气伺服成为市场主导。随着微电子技术的发展，