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1、自动化科学与技术发展及展望周东华清华大学自动化系提纲一、自动化科学与技术的战略地位二、自动化科学与技术的发展历程三、系统与控制的基本概念与举例四、自动化科学与技术的基本范畴五、自动化科学与技术的发展展望六、清华自动化学科研究工作简介2008-12-152一、自动化科学与技术的战略地位¢自动化是人类文明进步和现代化的标志¢自动化不仅可以部分或全部代替人的体力或脑力劳动，而且可以完成人类依靠自身的体力和脑力劳动无法直接完成的任务¢应用自动化技术可以大大提高生产效率和产品的质量，降低原材料和能源消耗，创造前所未有的经济效益和社会财富¢自动化技术也是国防现代化的核心技术2008-12-153
2、机器人的核心是控制系统核电站的中枢是高可靠性控制系统大型石化装置的核心是DCS控制系统歼-10是我国自主研制的新一代战斗机，配装了先进计算机控制系统航母的中枢是指挥控制系统神州号飞船的中枢是控制系统人类远程遥控“凤凰号”火星探测器的操作动车组的中枢是列车控制系统与运行控制系统卫星姿态控制二、自动化科学与技术的发展历程2008-12-1513李冰¢公元前300年¢中国历史上第¢一个水利工程¢专家，也是人¢类第一次使用¢自动控制反馈原理,设计并实现了举世闻名的都江堰工程，造就了天府之国及随后强大的秦国和秦王朝2008-12-151414ï都江堰渠首工程是我国最古老的水利工程，主要有鱼嘴分
3、水堤、飞沙堰溢洪道、宝瓶口进水口三大部分构成。都江堰科学地解决了江水自动分流、自动排沙、控制进水流量等问题2008-12-151515¢英国机械师E.李（Lee）在公元1745年发明带有风向控制的风磨¢俄国机械师И.И.波尔祖诺夫于公元1765年发明为蒸汽锅炉水位保持恒定用的浮子式阀门水位调节器¢1788年瓦特将离心式调速器与蒸汽机的阀门连接起来，构成蒸汽机转速的闭环自动统动调速系统2008-12-1516瓦特蒸汽机1892年俄国数学力学家AleksandrLyapunov创立了Lyapnunov稳定性理论。(1857-1818)J.C.Maxwell(1831-1879)ï1831
4、年6月13日，生于英国爱丁堡,著名物理学家ï1864年提出麦克斯韦微分方程式组、电流电场和磁场ï1868年发表论文OnGovernors,OnGovernors,全面论述反馈系统稳定性问题并成功解决二阶及三阶系统稳定性(第一篇自动控制论文)2008-12-151919JCMJ.C.Maxwellll麦克斯韦二阶和三阶系统稳定性问题2s+as+a=012aaa>>>0,0,001232sasasa+++=0123aaa>>>0,0,aaa0112032008-12-152020NicolasMinorskyNicolasMinorsky1885-1970米罗斯基俄裔美国工程师研制出用于
5、船舶驾驶的伺服结构，并于1922年提出PID控制思想2008-12-152121H.NyquistH.Nyquist奈奎斯特1989-1976美国Bell实验室著名科学家；于1932年提出了动态系统稳定性的Nyquist频域判据。它不仅可以判断系统的稳定性，而且还可以用来分析系统的稳定裕量，从而奠定了频域分析与综合法的基础。NYQUIST,H.,"Regenerationtheory,"BellSyst.Tech.J.,vol.11,BellSyst.Tech.J.,vol.11,1932,pp.126-1472008-12-152222H.W.BodeH.W.Bode波德1905-
6、1982美国Bell实验室著名科学家；1940年引入对数坐标系判断系统的稳定性，使频率法更适用于工程应用BODE,H.W.,"Relationsbetweenattenuationandphaseinfeedbackamplifierdesign,amplifierdesign,"BellSyst.Tech.BellSyst.Tech.J.,vol.19,pp.421-454,19402008-12-152323一九四八年维纳创立控制论诺伯特·维纳(NorbertWiener)(NorbertWiener)(1894-1964)提出Winner滤波理论(1942)发表：《控制论,或动
7、物和机器中的控制和通信》,1948(Cybernetics,orcontrolandcommunicationintheanimalandmachine,1948)machine,1948)2008-12-1524维纳（VisitingProf.）在清华大学工作（1935－1936）G.S.Brown布朗1907–19961.MIT电机工程系教授、系主任和工学院院长。创立了MIT著名的伺服机构实验室2.1939年，Brown为海军的4名学员开设了首门控制课
