元代仁宗延祐三年（公元1316年）铸造，全组由4个安放在阶梯上 的漏壶组成，最上层称日壶，第二层称月壶，第三层称星壶，最 底下一层称受水壶。各壶都有铜盖，受水壶铜盖中央插一把铜尺， 尺上刻有12时辰的刻度，自下而上为子、丑、寅、卯、辰、巳、午、 未、申、酉、戌欧亿体育、亥。铜尺前插一木制浮剑，木剑下端是一块木 板，叫浮舟。水由日壶按次沿龙头滴下，受水壶中的水随时间的 推移而

　　器人或机器动物来适应当时宗教活动的需要。如 教堂庙门自动开启﹑铜祭司自动洒圣水﹑投币式 圣水箱和教堂门口自动鸣叫的青铜小鸟等自动装 置。

　　一些国家相继出现了多种自动装置﹐其中比较典型的有 ﹕法国物理学家B.帕斯卡在1642年发明能自动进位的加 法器﹔荷兰机械师C.惠更斯于1657年发明钟表﹐提出钟 摆理论﹐利用锥形摆作调速器﹔英国机械师E.李1745年 发明带有风向控制的风磨﹐利用尾翼来使主翼对准风向 ﹔俄国机械师И.И.波尔祖诺夫1765年发明浮子阀门式水 位调节器﹐用于蒸汽锅炉水位的自动控制。

　　和1975年问世的DCS集散控制系统可能是两类影响最 为深远的计算机控制系统。 的连锁控制、程序控制；

　　20世纪80年代末期，随着计算机技术、通信技术、 集成电路技术、智能传感器技术的发展而出现的现场 总线控制系统（Fieldbus Control System , FCS ）改变 了原有控制系统的结构，使控制系统由封闭向开放走 出了重要的一步。

　　20世纪90年代中期，以PC为基础的控制系统（PCBased Control System，PCBCS）开始出现，不少学者 认为它将是工业自动化领域最具发展潜力的新技术， 他们将PCBCS 与PLC 、DCS、 (或者再加上FCS)并称 为工业生产过程三大（或四大）控制系统。

　　科学家张衡发明了记里鼓车。记里鼓车的基本原理和指南车相同， 也是利用齿轮机构的差动关系。据记载，记里鼓车分上下两层， 上层设一钟，下层设一鼓。记里鼓车上有小木人，头戴峨冠，身 穿锦袍高坐车上。车走十里，木人击鼓1次，当击鼓十次，就击 钟一次。

　　输出、时变参数、分布参数、随机参数、非线性等控 制系统的分析和设计问题。最优控制、最优滤波、系 统辨识、自适应控制等理论都是这一领域重要的研究 课题欧亿体育。

　　研究对象一般是多变量线性系统，而经典线性理论则 以单输入单输出系统为对象；除输入和输出变量外， 还描述系统内部状态的变量；在分析和综合方面以时 域方法为主而经典理论主要采用频域方法；使用更多 数据工具。

　　* 智能控制欧亿体育理论:20世纪90年代至今 * 随着计算机网络的迅速发展﹐管理自动化取得较大进

　　步﹐出现了管理信息系统﹑办公自动化﹑决策支持系 统。智能化程度日益增加，自动化技术不仅仅是减轻 和代替了人们的体力劳动，而且也在很大程度上代替 了人们的脑力劳动。

　　50多年来，中国控制仪表和控制系统在经历了气动 基地欧亿体育式仪表、电动（气动）单元组合仪表、智能数字 调节器几代控制仪表的发展过程后，进入了DCS、 PLC、FCS、PCBCS控制系统并存的时代。 在工业生产过程中，1969年问世的PLC可编程控制 器和1975年问世的DCS集散控制系统可能是两类影响 最为深远的计算机控制系统。 FCS

　　的，这在当时是最先进的蒸汽机了。在纽克曼之前，有 许多人都对蒸汽当作动力用于生产怀着很大的兴趣。1688 年，法国物理学家德尼斯〃帕潘，曾用一个圆筒和活塞 制造出第一台简单的蒸汽机。但是，帕潘的发明没有实 际运用到工业生产上。十年后，英国人托易斯〃塞维利 发明了蒸汽抽水机，主要用于矿井抽水。1705年，纽克曼 经过长期研究，综合帕潘和塞维利发明的优点，创造了 空气蒸汽机。

　　* 6. 自动化装置简易发展过程及未来发展方向 *• 目前应用最多的检测仪表主要是DDZ－Ⅲ型模拟仪表和部分

　　考虑到控制系统逐渐向FCS方向发展，因此现场总线技术和现 场总线仪表的应用将日渐广泛。 当采用常规检测和控制仪表时，控制系统的结构是由各仪表 单元组合而成和各自独立的控制系统，各环节之间采用的是点对点 联接的方法。 当采用计算机或数字控制器作为控制单元时，系统的结构就 可能是多样的，但其基本控制原理差别不大。例如：有直接数字控 制系统DDC、集散控制系统DCS、现场总线控制欧亿体育系统FCS。 在网络化的控制回路系统中，多数检测和仪表单元均是通过 网络相互联接和传送信息的。 科技的进步，促使自动化仪表的不断更新与完善，从而又进 一步拓展了自动化仪表的应用领域，构成各种不同功能的自动化装 置，推动了控制系统的变革与发展，使控制系统由原来的常规控制 系统到直接数字控制系统DDC、集散控制系统DCS、现场总线控制 系统FCS等，以满足社会生产力的不同需要。

　　交通运输、商业、医疗、服务和家庭等方面。采用自 动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力 劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能 扩展人的器官功能，极大地提高劳动生产率，增强人 类认识世界和改造世界的能力。因此，自动化是工业、 农业、国防和科学技术现代化的重要条件和显著标志

　　* 3. 自动化技术形成时期（18世纪末至20世纪30年代） * 社会的需要是自动化技术发展的动力。自动化技术是紧

　　密围绕着生产﹑军事设备的控制以及航空航天工业的需 要而形成和发展起来的。工业上的应用，是以瓦特的蒸 汽机调速器作为正式起点。1788年﹐瓦特为了解决工业 生产中提出的蒸汽机的速度控制问题﹐把离心式调速器 与蒸汽机的阀门连接起来﹐构成蒸汽机转速调节系统﹐ 使蒸汽机变为既安全又实用的动力装置。此时的自动化 装置是机械式的，而且是自力型的。

　　天文学家苏颂等人创建。它是集观测天象的浑仪、演 示天象的浑象、计量时间的漏刻和报告时刻的机械装 置于一体的综合性观测仪器，实际上是一座小型的天 文台。这台仪器的制造水平堪称一绝，充分体现了我 国古代人民的聪明才智和富于创造的精神。

　　*2. 近代自动装置的出现和应用（18世纪以前） *公元 1世纪古埃及和希腊的发明家也创造了一些机

　　1. 我国古代自动装置 指南车是我国古代伟大的发明之一欧亿体育，也是世界上最早的控制论机械 之一。用英国著名科学史专家李约瑟的话说，中国古代的指南车 “可以说是人类历史上迈向控制论机器的第一步”，是人类“第一 架体内稳定机”。

　　置。指南车与指南针相比在指南针利用电磁效应的原理截然不 同，是根据差速齿轮原理设计的，它是利用齿轮传动系统，根 据车轮的转动，由车上木人指示方向。不论车子转向何方，木 人的手始终指向南方，“车虽回运而手常指南”

　　*（1）古代自动化科学技术的发展 *（2）近代自动化科学技术的发展 *（3）自动化科学的控制理论基础 *（4）自动化科学的主要应用领域

　　古代人类在长期生产和生活中﹐为了减轻自己的劳动﹐逐渐产生 利用自然界动力代替人力畜力﹐以及用自动装置代替人的部分繁 难的脑力活动的愿望﹐经过漫长岁月的探索﹐他们互不相关地造 出一些原始的自动装置。

　　期天文学家张衡于汉顺帝阳嘉元年（132）制成，候风地 动仪用精铜制成，直径2.7米，其外形像一个大型酒樽。地 动仪里面有精巧的结构，主要为中间的都柱（相当于一种 倒立型的震摆）和它周围的八道（装置在摆的周围的8组 机械装置）。在樽的外面相应地设置8条口含小铜珠的龙， 每个龙头下面都有一只蟾蜍张口向上。如果发生较强的地 震，都柱因受到震动而失去平衡，这样就会触动八道中的 一道，使相应的龙口张开，小铜珠即落入蟾蜍口中，由此 便可知道地震发生的时间和方向。

　　* （3）自动控制控制理论的发展 * 经典控制理论:20世纪40年～20世纪50年代 * 经典控制理论以传递函数为基础，已频率法和根轨迹 * 现代控制理论:20世纪60年代获得迅猛发展 * 它的主要内容是以状态空间为基础，研究多输入、多