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自动控制面临的难题和挑战

及解决的途径

——人工智能技术和智能控制技术简介;一、自动控制面临的难题和挑战及解决的途径;物质生产是人类社会生存与开展的根底。(物质生产是人们改造自然、创造物质财富的活动。)

人们在物质生产的活动中，总是要依靠和使用他们所处的那个时代的科学技术所能提供的劳动生产工具。

从最原始的木棍、石块到最现代化的工业装备，任何劳开工具都是人类与其生存环境之间相互作用的一种界面〔interface〕;一、自动控制面临的难题和挑战及解决的途径;18世纪欧洲工业革命之后，出现了有源的工具，即机器设备。机器设备可以在许多场合下取代人类繁重的体力劳动，具有功率放大与信息转换的作用。;在工业生产中，需要对机器设备进行操作和控制。对机器设备最根本的控制有两种。

●一种是起动或停止的开关控制；

●另一种是连续量的调节。

通过这两种根本控制作用可以实现对机器设备中单个变量的控制，它们的自动化是自动控制的根底。

自动化程度的提高使人机结合的界面向更高的抽象层次开展，这意味着机器设备不仅能够取代人的大局部体力劳动，还在逐渐开展，以到达能够取代人的一局部脑力劳动的程度。;在英国工业革命的大环境下，1788年〔另一种说法是1769年〕Watt〔瓦特〕创造了自动调节蒸汽机转速的离心调节器〔也称离心力调节器/离心调速器，又称飞球调速器、还称飞锤调速器〕，这是工业生产中最早采用的自动调节系统。;一、自动控制面临的难题和挑战及解决的途径;蒸汽机转速控制系统方框图;詹姆斯·瓦特JamesWatt

(1736–1819);蒸汽机(SteamEngine);瓦特与蒸汽机(J.WattSteamEngine)(1/3);二、蒸汽机的销售

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;二、蒸汽机的销售

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1784年，瓦特以带有飞轮、齿轮联动装置和双向装置的高压蒸汽机的综合组装取得了他在革新纽可门蒸汽机过程中的第四项专利。

1785年，他也因蒸汽机改进的重大奉献，被选为皇家学会会员。

1788年创造能控制进气阀的开启程度从而控制蒸汽机速度的离心调速器；1790年创造压力表(压力计，汽缸示工器)，??此瓦特完成了蒸汽机创造的全过程。1814年被选为法兰西科学院外籍院士。;陈列在英国伦敦科学博物馆内的瓦特制成的第一台蒸汽机;自动控制技术的开展是受到很多技术的影响，各方面的知识积累、启发，才最终开展成为一门独立的学科。

自动控制首先是工业上有需要，随着工业的开展〔工业革命的进程〕，技术的进步，一点一点往前进。

在瓦特创造离心调速器Centrifugalgovernor(1788年)80年之后的1868年，……;1868年Maxwell〔麦克斯韦，1831～1879〕建立了飞球调节器的微分方程模型，Maxwell在论文“论调节器”(MaxwellJ.C.，“OnGovernors”，ProceedingsoftheRoyalSocietyofLondon，vol.16，PP.270-283，1868)中首先解释了Watt速度控制系统中出现的不稳定问题，通过线性常微分方程的建立和分析，指出了振荡现象的出现与从系统导出的一个代数方程根的分布有密切的关系，开辟了用数学方法研究控制系统运动特性的途径。;詹姆斯·克拉克·麦克斯韦JamesClerkMaxwell

(1831.06.13-1879.11.05)生于爱丁堡，卒于剑桥，

英国物理与数学家。

十九世纪最伟大的物理学家，在物理史上足堪与牛顿、爱因斯坦齐名。;Maxwell在苏格兰的乡间长大，8岁母亲即因癌症过世，与父亲关系融洽密切。他10岁进入EdinboughAcademy(爱丁堡中学)就读，认识终生的好友化学家Tate。1846年，15岁的Maxwell就在《爱丁堡皇家学会学报》上发表了他第一篇数学论文讨论卵形线(oval)与多焦点曲线，展现了他惊人的数学天赋。

1847年，16岁的Maxwell(与Tate)考入苏格兰最高学府爱丁堡大学就读，他持续发表数学与物理的论文，并广泛阅读Cauchy、Fourier、Monge、Newton、Poisson、Taylor的著作。

1850年，19岁的麦克斯韦在福布斯教授的推荐下，转到了剑桥大学，他进入剑桥大学三一学院(TrinityCollege)，据他的数学老师Hopkins(霍普金斯)说Maxwell是他在剑桥见过的资赋优异生中的最优异者。

1854年Maxwell毕业获选为三一学院的fellow(英国大学的研究员)，1856年因父亲生病，他申请回苏格兰马里斯切尔(Marischal)学院任教。

1857年，他完成他著名的土星环研究并因