前言

写这篇文章主要是为了梳理下自动控制原理的脉络，便于系统地学习控制理论的知识，并且探讨一下自动控制原理的应用，而不是毕业的目标就局限于互联网企业。一个自动化人的目标应当是星辰大海！

起源

中国古代记载的指南车和木牛流马

1788年瓦特为控制蒸汽机速度而设计的离心调节器

1868年麦克斯韦对系统的稳定性进行分析

随后源于物理学和数学的自动控制原理开始逐步形成[2]。

发展 :

19世纪末，劳斯判据和霍尔维茨判据判据提出，解决了线性定常系统的稳定性判别问题

1892年，李雅普诺夫提出了一般的运动稳定性理论

20世纪10年代，PID控制器出现并且得到广泛应用

第一次世界大战

1922年米纳斯基首先研制出船舶操纵自动控制器，并给出了控制系统的稳定性分析

1927年反馈放大器诞生，从而确立了“反馈”在自动控制原理中的核心位置[2]

1932年奈奎斯特提出一种利用系统频率特性图确定系统稳定性的简便方法

1934年赫曾首次提出“伺服”的概念，讨论了可以精确跟踪变化的输入信号的继电器伺服机构

第二次世界大战

1945年贝塔朗菲提出《系统论》

1945年伯德发表了关于控制系统频域设计方法的经典著作

稍后，伊万思提出并且完善了根轨迹方法

以频率特性法和根轨迹法为核心的经典控制理论框架已构建完毕[1]。

1948年维纳提出《控制论》

形成了完成的控制理论体系——以传递函数为基础的经典控制理论[2]。

进一步发展：向星辰大海迈进

受到最优统计决策和资惊分配中的序贯规划问题研究的激发，

1947年华尔德发表《序贯分析》，在研究决策问题时，不是预先固定样本量（观察数目），而是逐次取样（观察），直到样本提供足够的信息，能恰当地作出决策为止。这样的统计决策过程称为序贯分析。

1957年，贝尔曼发表《动态规划》，动态规划算法与分治法类似，其基本思想也是将待求解问题分解成若干个子问题，先求解子问题，然后从这些子问题的解得到原问题的解。

20世纪50年代庞特里亚金提出极大值原理，打开了系统地研究受到状态与控制两方面的约束而使用不连续 控制函数的最优轨迹的大道。

20世纪60年代卡尔曼滤波理论，采用信号与噪声的状态空间模型，利用前一时刻的估计值和现时刻的观测值来更新对状态变量的估计，求出现时刻的估计值。

理论支撑

文献[3]提供了一定的方向：

复变函数、线性代数、概率统计、凸优化、泛函分析、微分几何、李代数、非线性动力学、偏 微分方程、泛函微分方程、积分微分方程、数学规划、运筹学

应用

航空、航天和国防工业，比如飞机自动驾驶系统、宇宙姿态控制系统和导弹制导系统等[1]。

现代制造业和其他工业生产过程，比如机器人的控制。数控机床的控制，工业过程中的流量、压力、温度、湿度的控制等[1]。

不仅如此，自动控制原理的应用已扩展到生物、医学、环境、经济管理和其他许多社会生活领域中[2]。

结语

控制领域范围几乎覆盖所有工科，并且理论的深度远远高于当前流行的人工智能。实践相较于理论的时延并不影响我们的大局观，可惜的是社会浮躁风气之下，人们大多追逐于眼前利益，却忘了控制理论原本应有的模样。

诚然，知识爆炸的年代，想要学完所有相关的内容显然是不可能的，但我们可以做到的是系统地学习与应用有关的逻辑，这样才能知其所以然。

前路漫漫又何妨，纵是黑夜亦有光。

仅以此文明确自己的方向并分享给那些前路迷茫的自动化人。

参考文献

1. 田玉平，《自动控制原理》，科学出版社，2002年8月第二版
2. 胡寿松，《自动控制原理》，科学出版社，2007年6月第五版
3. 刘豹、唐万生，《现代控制理论》，机械工业出版社，2007年1月第三版