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自动化技术在机械设计及制造中的应用
Application of Automation Technology in Mechanical Design and Manufacturing

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 20 世纪 20 年代，
反馈理论已广泛地应用于电子放大器中，使其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中。

到 1948 年，控制理论的经典部分已基本提出，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之外，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）系统化和智能化阶段
1948 年，N. 维纳推出了《控制论》一书，它标志着自动化的理论基础控制
论正式诞生，同年，C.E. 香农又推出了《通信的数学原理》，它标志着信息论的
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系统化

与智能化的阶段，计算机技术的飞速发展大大地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、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，也是一种思想、一种方法，是普

遍适用于几乎所有领域的科学思维和方法。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。
这四大领域中，生物控制和社会控制非常复杂或敏感，目前发展不够深入，

应用也不够。经济控制论研究得很多，应用也不少，有些是经济学家拓展到控制
学科，有的是控制论专家拓展到经济领域。工程控制论则是其中发展得最完善、
应用得最广泛的分支。
1954 年，钱学森所编著的《工程控制论》问世，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

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