自动化的起源教学文案
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自动化技术的发展历史自动化技术是指利用各种机械、电子、计算机和控制系统等工程技术手段,使生产过程实现自动化的一种技术。
自动化技术的发展历史可以追溯到工业革命以前,但其真正的突破和快速发展始于20世纪。
本文将从自动化技术的起源、发展阶段和应用领域等方面进行详细介绍。
一、自动化技术的起源自动化技术的起源可以追溯到古代。
早在古希腊时期,人们就开始使用水力和风力来驱动机械设备,实现一些简单的自动化工作。
随着科学技术的发展,机械设备的自动化程度逐渐提高。
18世纪末,英国的工业革命为自动化技术的发展奠定了基础。
蒸汽机的发明和应用使得工业生产的效率大大提高,机械设备的自动化程度也得到了进一步的提升。
二、自动化技术的发展阶段1. 机械自动化阶段19世纪末到20世纪初,机械自动化技术开始得到广泛应用。
在这个阶段,人们主要依靠机械装置来实现自动化生产。
例如,自动织布机、自动铸造机等设备的出现,使得生产效率大大提高,劳动强度减轻。
2. 电气自动化阶段20世纪20年代,电气自动化技术开始崭露头角。
电气自动化技术通过电气元件和控制系统的应用,实现了对机械设备的远程控制和自动化操作。
例如,电气控制系统的应用使得电梯、输送带等设备的自动化程度大大提高,工业生产效率进一步提升。
3. 电子自动化阶段20世纪60年代,电子技术的迅速发展推动了自动化技术的进一步发展。
电子元件的应用使得控制系统更加精确和可靠。
此时,计算机技术也开始应用于自动化控制系统中,实现了更高级别的自动化。
例如,计算机数控技术的应用使得机床的自动化程度大大提高,实现了高精度、高效率的加工。
4. 信息化自动化阶段20世纪90年代以来,信息技术的快速发展催生了信息化自动化技术的兴起。
信息化自动化技术将计算机网络、传感器技术、人工智能等技术与自动化技术相结合,实现了更高级别、更智能化的自动化系统。
例如,工业物联网的应用使得生产设备之间可以实现实时通信和数据交换,提高了生产过程的灵活性和效率。
自动化的起源自动化是指利用机械、电子、计算机及控制系统等技术手段,以取代人力完成工作的过程。
它的起源可以追溯到人类社会发展的早期阶段,随着科技的进步和人类对效率的追求,自动化逐渐成为现代工业和生活的重要组成部份。
下面将从历史背景、发展阶段和应用领域三个方面详细介绍自动化的起源。
一、历史背景自动化的起源可以追溯到古代人类社会的农业和手工业阶段。
在农业方面,人们通过驯化动物、使用简单的农具和灌溉系统来提高生产效率。
在手工业方面,人们逐渐发展出一些简单的机械装置,如水车、风车等,用于辅助生产。
这些早期的自动化手段虽然简单,但已经为后来的自动化技术奠定了基础。
二、发展阶段1. 机械自动化阶段:18世纪末到19世纪初,工业革命的到来催生了机械自动化的发展。
蒸汽机的发明和应用,使得工厂的生产能力大幅提升。
同时,人们开始使用传动装置和自动控制装置,实现机械设备的自动化操作,如自动纺织机、自动织布机等。
2. 电气自动化阶段:20世纪初,电力的广泛应用推动了电气自动化的发展。
人们利用电动机、电磁继电器和电子管等电气元件,实现了更加精确和高效的自动化控制。
例如,自动化的流水线生产系统在汽车创造业得到了广泛应用。
3. 电子自动化阶段:20世纪中后期,电子技术的迅猛发展使得电子自动化成为可能。
集成电路的浮现使得控制系统更加小型化和智能化。
计算机的应用进一步推动了自动化技术的发展,人们开始使用计算机控制系统来实现复杂的自动化任务,如工业过程控制、交通信号控制等。
4. 现代自动化阶段:21世纪初,随着信息技术的快速发展,自动化技术进入了一个全新的阶段。
人们开始将传感器、网络通信和人工智能等技术与自动化相结合,实现更加智能和灵便的自动化系统。
例如,智能家居系统可以通过手机远程控制家电设备,工业机器人可以完成复杂的装配任务等。
三、应用领域自动化技术在各个领域都有广泛的应用,以下列举几个典型的应用领域:1. 工业创造:自动化生产线在工业创造中得到广泛应用,可以提高生产效率和质量,降低人力成本。
自动化的起源自动化是指利用机械、电子、计算机等技术手段,以减少人力劳动、提高工作效率和质量的方式来完成各种任务的过程。
它是现代工业化和科技发展的重要标志之一。
本文将详细介绍自动化的起源,包括其历史背景、发展过程以及对社会和经济的影响。
1. 历史背景自动化的起源可以追溯到古代。
早在古希腊时期,人们就开始使用简单的机械装置来完成某些重复性的任务,如水车、风车等。
然而,真正的自动化始于工业革命时期。
2. 工业革命时期的自动化工业革命的到来带来了机械化生产的革命性变化。
蒸汽机的发明和运用,使得生产力得到了巨大的提升。
然而,生产过程仍然需要大量的人力劳动,效率和质量仍然存在问题。
为了解决这些问题,人们开始寻求自动化的方法。
在18世纪末和19世纪初,英国的纺织业成为自动化的先驱。
詹姆斯·哈格里夫斯发明了第一台能够自动完成纺纱工序的纺纱机。
这台机器的出现标志着纺织业从手工生产向机械化生产的转变,为后来的工业自动化奠定了基础。
3. 自动化的发展过程自动化技术在19世纪和20世纪逐渐发展壮大。
随着电力的普及和电子技术的进步,自动化技术得到了更广泛的应用。
自动化技术的发展主要经历了以下几个阶段:(1) 机械自动化阶段:这个阶段主要以机械装置为基础,通过传动装置和控制装置来实现自动化。
例如,自动化生产线上的传送带、机械手等。
(2) 电气自动化阶段:随着电力技术的发展,电气自动化开始兴起。
电气自动化利用电力传动和控制来实现自动化。
例如,自动化生产线上的电动机、继电器等。
(3) 电子自动化阶段:随着电子技术的发展,电子自动化开始兴起。
电子自动化利用电子元器件和电子控制器来实现自动化。
例如,自动化生产线上的PLC(可编程逻辑控制器)、传感器等。
(4) 计算机自动化阶段:随着计算机技术的发展,计算机自动化开始兴起。
计算机自动化利用计算机技术和软件来实现自动化。
例如,自动化生产线上的计算机控制系统、人机界面等。
4. 自动化的影响自动化技术的广泛应用对社会和经济产生了深远的影响。
自动化的起源自动化是指利用机械、电子、计算机等技术手段,使工作过程在人的干预下减少或消除的一种技术和方法。
它的起源可以追溯到人类文明的发展历程中。
下面将从古代到现代,介绍自动化的起源和发展。
古代的自动化在古代,人们通过发明和创造各种机械装置,实现了一些自动化的过程。
例如,古代的水车和风车利用水力和风力驱动机械运转,实现了一定程度的自动化生产。
另外,古代的钟表和天文仪器也是一种自动化设备,它们能够根据天体运行规律自动显示时间和测量天文数据。
工业革命与自动化的崛起工业革命的到来标志着自动化技术的飞速发展。
18世纪末,英国的纺织业率先实现了自动化生产。
詹姆斯·瓦特发明的蒸汽机和埃利·惠特尼发明的棉花清梗机,使得纺织业从手工生产向机械化生产转变。
这些机械设备的出现,大大提高了生产效率和产品质量,推动了工业化进程。
20世纪的自动化技术20世纪,随着电子技术和计算机技术的迅速发展,自动化技术进入了一个新的阶段。
电子传感器、执行器和控制系统的出现,使得自动化技术在各个领域得到广泛应用。
例如,自动化生产线的出现使得工厂的生产过程更加高效和精确,减少了人为操作的错误和劳动强度。
自动化仓储系统的应用,使得货物的存储、分拣和配送更加快捷和准确。
自动化交通系统的实现,提高了交通运输的安全性和效率。
现代的自动化技术随着人工智能和机器学习的快速发展,自动化技术进入了一个全新的阶段。
现代的自动化技术不仅仅局限于机械化生产,还包括了智能化的决策和控制。
例如,自动驾驶汽车利用传感器和算法,能够实现无人驾驶,提高了交通安全性和交通效率。
智能家居系统可以通过语音或手机控制家电设备,实现智能化的生活方式。
工业机器人的应用,使得生产线上的重复性工作可以由机器人完成,提高了生产效率和产品质量。
自动化的优势和挑战自动化技术的发展带来了许多优势,例如提高了生产效率、减少了人为错误、降低了劳动强度、提高了产品质量等。
然而,自动化技术的发展也面临着一些挑战。
自动化的起源自动化是指利用机械、电子、计算机等技术手段,使机器或系统能够自动执行任务或过程的过程。
它的起源可以追溯到人类对于提高生产效率和减少劳动强度的追求。
在人类历史的早期阶段,人们主要依靠手工劳动来完成各种任务。
然而,随着时间的推移,人们开始寻求一种更高效、更精确的方法来完成工作。
这就促使了自动化的发展。
自动化的起源可以追溯到古代。
古代文明如埃及、中国和希腊都有一些早期的自动化机器。
例如,古埃及人使用水力驱动的机械来灌溉农田,古希腊人发明了自动售货机,而中国古代的发明家则设计了一些自动化的机械装置,如水钟和鼓钟机。
然而,真正意义上的自动化起源可以追溯到18世纪的工业革命时期。
工业革命为自动化的发展提供了理论和技术基础。
在这个时期,蒸汽机的发明使得机械化生产成为可能。
蒸汽机的运用不仅提高了生产效率,还推动了工业生产的规模化。
19世纪末和20世纪初,电力的应用进一步推动了自动化的发展。
电力使得机器能够更加灵活地运行,同时也为自动化系统的控制提供了更多的可能性。
例如,发明家托马斯·爱迪生在1879年发明了第一台实用的电灯泡,这为工厂的照明提供了一种新的方式,同时也为后来的自动化系统提供了电力供应。
20世纪上半叶,计算机的发明和普及进一步推动了自动化的发展。
计算机的出现使得自动化系统能够更加精确地控制和监测各种过程。
例如,自动化控制系统可以通过传感器和执行器实时监测和调整温度、压力、流量等参数,从而提高生产效率和质量。
随着技术的不断进步,自动化的应用范围也越来越广泛。
从工业生产到交通运输,从医疗保健到家庭生活,自动化已经成为现代社会的重要组成部分。
例如,工业机器人在制造业中的应用已经取得了显著的成果,无人驾驶汽车的研发也取得了突破性进展。
总结起来,自动化的起源可以追溯到古代,但真正意义上的自动化起源可以追溯到18世纪的工业革命时期。
工业革命为自动化的发展提供了理论和技术基础,而电力和计算机的出现进一步推动了自动化的发展。
自动化的起源自动化是指利用机器、电子设备或计算机等技术手段,使工作或生产过程在人类干预下减少或消除,实现自动化操作的过程。
自动化的起源可以追溯到人类社会发展的早期阶段。
本文将从古代到现代,介绍自动化的起源和发展。
一、古代的自动化在古代,人们已经开始尝试利用机械设备来减轻劳动强度。
例如,古埃及的金字塔建造过程中,人们使用了斜坡和滑轮等简单机械来运输巨石。
这种利用机械设备来完成重复性劳动的做法可以看作是古代自动化的雏形。
二、工业革命与机械自动化工业革命的到来标志着机械自动化的真正发展。
18世纪末,英国发明家约瑟夫·布兰德利发明了第一台自动纺织机,实现了纺织过程的自动化。
这一发明不仅提高了生产效率,还为后来的工业自动化奠定了基础。
19世纪,工业革命在欧洲和美国蓬勃发展。
蒸汽机的发明使得工厂可以利用机械力量来驱动生产设备,进一步推动了自动化的发展。
自动化的应用范围也逐渐扩大,包括矿山、冶金、化工等行业。
三、电气自动化的崛起20世纪初,电气自动化开始崭露头角。
电力的广泛应用为自动化技术提供了强大的动力源。
电机的发明和应用使得生产设备的驱动更加灵活可靠。
同时,电气控制系统的出现使得生产过程的控制更加精确和可靠。
20世纪50年代,计算机的出现引领了自动化进入一个新的阶段。
计算机的快速发展使得自动化系统的控制和监控更加智能化和高效化。
自动化系统不仅能够实现简单的控制功能,还可以进行复杂的数据处理和决策。
四、现代自动化技术的应用随着科技的进步,现代自动化技术的应用范围越来越广泛。
在工业领域,自动化系统已经广泛应用于汽车制造、电子制造、机械加工等行业。
自动化技术不仅提高了生产效率,还提高了产品质量和安全性。
在交通运输领域,自动驾驶技术的快速发展使得汽车、飞机、船舶等交通工具能够实现自主导航和智能控制。
这不仅提高了交通运输的效率,还减少了交通事故的发生。
在家庭生活中,智能家居系统的出现使得人们可以通过手机或语音控制设备实现对家居设备的远程控制。
自动化的起源自动化是指利用机械、电子、计算机等技术手段,将人的劳动过程转变为机器或设备自动完成的过程。
它的起源可以追溯到工业革命时期,当时人们开始意识到通过机械化和自动化可以提高生产效率和质量。
工业革命时期的自动化起源于纺织业。
在18世纪末,英国的纺织业发展迅猛,但人工织布的速度和质量有限。
于是,人们开始尝试使用机械来完成纺织过程。
最早的自动化设备是约瑟夫·马瑟斯发明的织布机,它利用了蒸汽动力和自动化的机械装置,可以自动完成织布过程,大大提高了生产效率。
随着科技的不断进步,自动化技术得到了更大的发展。
20世纪初,工业自动化开始应用于汽车制造业。
亨利·福特的流水线生产模式将生产过程分为多个环节,每个环节由专门的机器或工人完成,从而实现了大规模生产和高效率。
这一模式的成功使得其他行业也开始采用自动化技术。
在20世纪中叶,计算机的出现进一步推动了自动化的发展。
计算机可以对各种数据进行处理和控制,使得自动化系统更加智能化和精确化。
自动化应用范围逐渐扩大,包括工业生产、交通运输、能源管理、医疗保健等各个领域。
现代自动化技术包括传感器、执行器、控制器和计算机等组成的系统。
传感器可以感知环境的变化,执行器可以实现机械动作,控制器可以对系统进行控制和调节,而计算机则负责处理和分析数据。
这些技术的结合使得自动化系统能够实现更高的效率、精度和安全性。
自动化的发展不仅提高了生产效率,还改变了人们的生活方式。
例如,家庭中的自动化设备如洗衣机、洗碗机和智能家居系统,使得家务劳动变得更加便捷和高效。
此外,自动化技术也在医疗保健领域发挥着重要作用,例如手术机器人可以实现微创手术,提高手术的精确性和安全性。
尽管自动化技术带来了很多好处,但也面临一些挑战。
首先,自动化可能导致部分人力失业,特别是那些从事重复性工作的人。
其次,自动化系统的维护和更新需要专业知识和技能,这对于一些中小企业来说可能是一个负担。
此外,自动化也可能带来一些安全风险,例如网络攻击和系统故障。
自动化的起源自动化是指利用各种机械、电子和计算机技术,使机器、设备和系统能够自动执行任务,减少人工操作和干预的过程。
它的起源可以追溯到人类社会发展的早期阶段。
在人类历史的初期,人们主要依靠手工劳动来满足生活和生产的需求。
然而,随着科学技术的进步和工业革命的到来,人们开始寻求更高效、更快速的生产方式。
这促使了自动化的发展。
自动化的起源可以追溯到古代。
古代文明,如古埃及和古希腊,已经开始使用简单的机械装置来减轻人力劳动的负担。
例如,古埃及人使用水力来驱动灌溉系统,古希腊人使用蒸汽引擎来驱动机械设备。
然而,真正的自动化革命发生在18世纪末和19世纪初的工业革命时期。
工业革命的到来带来了大规模机械生产的需求,推动了机械工程和自动化技术的发展。
在这个时期,许多发明家和工程师致力于开发能够自动执行任务的机械设备。
其中一个重要的里程碑是英国工程师约瑟夫·布兰德利于1784年发明的自动纺织机。
这台机器能够自动完成纺纱和织布的过程,大大提高了纺织业的生产效率。
这个发明标志着自动化技术在工业生产中的首次应用。
随着时间的推移,自动化技术得到了进一步的发展和改进。
19世纪末和20世纪初,电力和电子技术的发展为自动化技术的应用提供了更多的可能性。
例如,自动化控制系统的发展使得工厂的生产过程能够更加精确和稳定地控制。
20世纪后半叶,计算机技术的快速发展进一步推动了自动化技术的进步。
计算机的出现使得自动化系统能够更加智能地执行任务,并实现更高的自动化水平。
例如,工业机器人的出现使得生产线上的许多重复性任务可以完全由机器人完成,从而提高了生产效率和质量。
目前,自动化技术已经广泛应用于各个领域,包括制造业、交通运输、医疗保健、农业和服务业等。
自动化的应用不仅提高了生产效率和质量,还减少了人工操作的风险和劳动强度。
总结起来,自动化的起源可以追溯到古代,但真正的自动化革命发生在工业革命时期。
随着科技的进步,自动化技术不断发展和改进,如今已经广泛应用于各个领域。
自动化历史及其专业发展引言概述:自动化是指利用计算机、机械、电子技术等手段,对生产、制造、运输、通信等各个领域的过程进行智能化控制和操作的一种技术。
自动化技术的发展已经深刻地改变了人类社会的面貌,带来了巨大的经济效益和社会效益。
本文将从自动化的起源开始,逐步介绍自动化的历史及其专业发展。
一、自动化的起源1.1 工业革命与自动化的初步出现:工业革命的兴起为自动化的发展奠定了基础,最早的自动化设备出现在纺织业和制造业领域。
1.2 泰勒科学管理理论的提出:弗雷德里克·泰勒的科学管理理论为自动化技术的应用提供了思想基础,他提出了“一切都可以计量”的观点,强调通过分析和优化来提高生产效率。
1.3 电子技术的突破:电子技术的快速发展为自动化技术的进一步应用提供了基础,电子元器件的出现使得自动化设备更加精确和可靠。
二、自动化的发展历程2.1 控制系统的发展:从最早的机械控制系统到现代的数字控制系统,自动化技术在控制系统方面取得了长足的进步。
2.2 传感器和执行器的创新:传感器和执行器的发展使得自动化系统能够更好地感知和响应外部环境的变化,提高了自动化系统的灵活性和适应性。
2.3 人工智能与自动化的结合:人工智能技术的兴起为自动化技术带来了新的发展机遇,智能化的自动化系统能够更好地模拟人类的思维和决策过程。
三、自动化在各个领域的应用3.1 工业自动化:工业自动化是自动化技术最早和最广泛应用的领域,包括生产线自动化、机器人技术等,大大提高了生产效率和质量。
3.2 交通运输自动化:交通运输领域的自动化应用包括自动驾驶技术、智能交通系统等,能够提高交通运输效率和安全性。
3.3 家居智能化:家居智能化是近年来快速发展的领域,通过智能化设备和系统,实现家居设备的自动化控制和管理,提高生活的舒适度和便利性。
四、自动化专业的发展4.1 自动化工程专业:自动化工程专业培养具备自动化技术应用和开发能力的工程师,能够从事自动化系统的设计、开发和管理工作。
自动化技术简要发展史
广义的自动化,是指在人类的生产、生活和管理的一切过程中,通过采用一定的技术装置和策略,使得仅用较少的人工干预甚至做到没有人工干预,就能使系统达到预期目的的过程,从而减少和减轻了人的体力和脑力劳动,提高了工作效率、效益和效果。由此可见,自动化涉及到人类活动的几乎所有领域,因此,自动化是人类自古以来永无止境的梦想和追求目标。 自动化技术的发展大致可分为工匠、技术化、理论化、网络化与智能化等几个阶段。 一、工匠阶段 人类很早就进行了简陋自动化装置的探索,留下了许多记载与传说,但由于技术与理论都没有真正地发展起来,直至1788年之前,都未能有重大的突破。这里列举几个较为著名的古代自动化装置。中国的指南车是广为传说与记载的古代发明,它始于西汉甚至更早,现已有复制品,但可能由于其自身的固有缺陷或是有了更为方便的指南工具,指南车没有真正得到使用。除了指南车外,还有记里鼓车,著名科学家张衡(公元78-139年)发明的混天仪、水运气象台等。公元3世纪,希腊人发明了水钟。另外,古代传说中的在重要位置安放的各种暗算机关,也是早期的自动化装置的尝试。据说,达·芬奇为路易十二制造过供玩赏用的机器狮,这可以说是最简单的机器人。 二、技术化和理论化阶段 标志人类社会工业革命开始的是瓦特于1788年发明的蒸汽机,它同样也标志着自动化领域技术化和理论化阶段的开始。具有良好的自动控制系统也是蒸汽机得以成功的必要条件之一。 在瓦特之前,已有人发明过各种各样的蒸汽机及相关控制装置,但没有真正地解决问题,主要原因有蒸汽的进气和排气是手动操纵的,转速不稳定等。瓦特的发明解决了这些问题,其蒸汽机的转速调节系统原理如图1-10所示。 如果转速由于蒸汽机负荷波动而下降,与蒸汽机连接的飞球系统的转动速度也下降,离心力减小,飞球相对位置下移,调节杠杆左端下降,使得杠杆右端上升,阀门开度增加,送入蒸汽机的蒸汽量增加,转速回升。反之亦然,可使系统的速度得以稳定。这是一个典型的具有负反馈的速度调节系统。 1868年,J.C.麦克思威尔发表了著名的关于调节器的论文,对反馈理论进行了深入的研究。同年,法国工程师J.法尔科发明了反馈调节器。至1920年,反馈理论已广泛地应用于电子放大器中,性能有了较大的改善。1920年,美国出现了PID(比例积分微分)调节器,并应用到化工和炼油过程。 到1948年,控制理论的经典部分都已基本提出,如,多种控制系统的稳定性分析方法、根轨迹法、频率分析法等。1946年,第一台电子计算机ENIAC问世。除了工业革命使自动化获得较为广泛的应用外,特别要提及的是在此之前的第一次和第二次世界大战极大地激发了自动控制在军事和军工领域的应用。 三、网络化和智能化方法 1948年,N.维纳的《控制论》一书,标志着自动化的理论基础——控制论正式诞生。同年,C.E.香农发表了《通讯的数字原理》,标志着信息论的诞生。连同1946年诞生的第一台计算机,它们标志着自动化技术进入了网络化与智能化的阶段,计算机技术的飞速发展大大推动了计算机控制系统的应用。同时,这些科技成果也标志着人类社会继农业革命和工业革命之后又一个伟大的变革——信息革命的开始。 控制论并不仅仅是工业和工程领域的科学,它也是一种思想,一种方法,普遍适用于几乎所有领域。哲学家、数学家、军事家、政治家、工程师等都对它感兴趣。它的应用可分为四大领域:工程控制论、生物控制论、经济控制论、社会控制论。 在这四大领域中,生物控制和社会控制非常复杂或敏感,目前发展还不深入,应用也不够;经济控制论,研究得很多,应用也不少,有些是经济学家渗透到控制学科,有的是控制论专家渗透进经济领域;工程控制论则是其中发展最完善、应用最广泛的分支。 1954年,钱学森发表了《工程控制论》,标志着工程控制学科的正式诞生。工程控制包括各种工程领域,从被控制对象的性质来划分,可分为过程自动化和电气自动化两大类,但这种约定俗成的称呼并不贴切。过程自动化的特征是被控对象中所加工的材料主要是液体、气体和粉体等流体,或许称为流体处理过程控制或自动化更合适。电气自动化的特征是被控对象所处理的是元件、部件的加工和装配,或许叫做元部件处理过程控制或自动化更贴切。 随着计算机功能的日益强大与完善,体积的微型化,用计算机代替调节器已成气候,目前正朝着一切需要智能化处理的场所都用计算机的方向发展。 20世纪末,随着计算机和网络的逐步普及,管理自动化开始发挥越来越大的作用。在企业界,生产装置的控制与管理的自动化正融为一体。在信息处理技术的核心——计算机技术没有充分发展之前,人类关于人工智能、机器人等领域的研究,只能是美好的梦想。而今天,它们正逐步成为现实。大系统的优化和最优控制、机器人、航天技术等都预示着一个智能化和网络化的自动化时代已经开始。
1.1自动化的起源 是我国古代伟大的发明之一,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”。
相传在四千多年以前,我国南方有个九黎部族。有一年,他们的首领蚩尤,与炎帝族发生了冲突。于是,炎帝族和黄帝族联合起来,在涿鹿同九黎族进行了一次激烈的战斗。蚩尤使用魔法,造出漫天的大雾,把黄帝和他的军队团团围在里面。正当黄帝愁眉不展、万分焦急的时候,一个叫风后的臣子做了一辆指南车。有了指南车的引导,黄帝统帅的军队冲破重重迷雾,终于战胜了蚩尤。
指南车,又称司南车,是中国古代用来指示方向的一种机械装置。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”。
是我国古代计时器的一种,我国现存最完整的成组型滴漏是元代仁宗延祐三年(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、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逐渐增加,浮剑逐渐上升,从而读出时间。
这是一种会自动记载行程的车辆,1800年前的汉代,大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。 简称浑天仪,为东汉科学家张衡创制的一件天文仪器。是一种水运浑象。用一个直径四尺多的铜球,球上刻有二十八宿、中外星官以及黄赤道、南北极、二十四节气、恒显圈、恒隐圈等,成一浑象,再用一套转动机械,把浑象和漏壶结合起来。以漏壶流水控制浑象,使它与天球同步转动,以显示星空的周日视运动,如恒星的出没和中天等。
是世界上第一架测验地震的仪器。中国东汉时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。
是中国古代一种大型的天文仪器,由宋朝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。 公元1世纪古埃及和希腊的发明家也创造了一些机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。
近代自动装置17世纪以来,随着生产的发展,在欧洲的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。
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。 试例举中国古代的自动化装置。 1.2无处不在的自动化 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,已频率法和根轨迹法作为分析和综合系统基本方法,对单输入单输出控制系统进行分析与设计。
现代控制理论:20世纪60年代获得迅猛发展 现代控制理论是在经典控制理论的基础上,于60年代以后发展起来的。它的主要内容是以状态空间为基础,研究多输入、多输出、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。