王小旭zx
今天的中国经济1.今天是没有标准答案的时代① 技术是未来创新模式的核心竞争力今天很多人都在问,中国经济向何处去?其实没有一个标准答案。十几二十年前,那些做生产性创新的企业当时很寂寞,但他们不做套利,不做价差,不做资产负债表扩张,坚持投到从未来看有核心竞争力的关键技术上,笑到了今天。谁在这方面更早发力,谁在今天就能有收获。今天是没有标准答案的时代。一个企业的价值最终是由企业家内心的逻辑和未来发展的潮流方向是否一致、是否相互关联决定的。② 价值创造的根本逻辑整个中国经济和投资的基本逻辑,正在从负债驱动型的资产升值、追逐套利、寻租、价差的扩张逻辑,走向以生产性创新和竞争力为主导的价值创造逻辑。由于中国城镇化率还只有60%多,存量商品房有两三百亿平方米,每年即使更新3%、4%,也是一个很大的市场。所以房地产还是有发展的空间,还是一个大行业。但是从大逻辑来看,从各类金融机构对于房地产开发贷以及居民按揭贷款的上限“封死”,可见中央已经下了决心,就是金融资源对房地产的支持有了一个明确的天花板。中国城市的人均居住面积已经比欧盟平均水平高,金融资源不能再更多地用于与资产负债表扩张相关的东西。2017年中央金融工作会议已经拉响了警报,提出金融为实体经济服务和防风险等等。那一年有些房企的骄傲达到了历史峰值,后续还接着扩张资产负债表扩张,现在就难以为继。就算做的再大,无非意味着将来倒的时候占地面积比较大。这就是企业发展逻辑错误导致的后果。2.目前中国经济的三个问题中国经济肯定是有问题的,最近中央经济工作会议讲了三条:① 需求收缩中国人均GDP是美国的1/6,按道理需求已经还很大,但开始收缩了。② 供给冲击从过去一两年出口高增长来看,冲击供给主要并非外因所致,应该更多找内因。比如政策叠加导致的“合成谬误”。③ 预期软弱中国经济有问题,有些并非经济本身的问题。中国经济不能靠隔三差五的座谈会去鼓劲,而应该让企业家和市场经济主体有预期、有信心,愿意沿着高质量发展的道路去发展。二、国运大逻辑及企业家责任1.中国大周期背后的逻辑① 国运周期与“十四五”规划过去几十年,从中国经济在全球经济中的占比来看,可谓“十倍速增长”,1978年占左右,2020年占全球。1978年中国GDP占美国的,2001年是美国的1/7,2008年是其1/3,2016年美国大选,中国GDP是其60%左右。大选后四年美国开始打压中国,但目前中国GDP是美国的3/4左右,不降反升。接下来几十年,从“十四五”规划和2035年远景目标纲要来看很清晰,接下来三个五年计划从2021年开始,目标是到2035年基本实现现代化;之后再有三个五年规划,成为世界现代化强国,实现伟大复兴。从未来战略导向看,强调高质量发展、供给侧改革、创新驱动、扩大内需、推进改革、破除制约经济循环的制度障碍、对外开放、大循环,并没有掉头和转向。但是在这个大周期里,也可以看到一些明显变化,比如地产去金融化、医疗去市场化、教育去资本化、媒体去非公化、互联网平台去垄断化、媒体去流量化、娱乐去庸俗化、中小学生去网游化。大周期里的逻辑变化也需要高度重视。② 共同富裕背后的逻辑过去强调贫穷不是社会主义,现在也强调两极分化更不是社会主义,后面那句话也许更加重要。追求共同富裕是有社会基础的,因为现实情况是我们国家2/3的人月均收入在三千块钱以内。去年有几个月,网上针对某家上市公司及其创始人开展巨大争论,把企业界曾被公认为教父级的人物在网上群殴。很多群殴都不顾事实和逻辑,但确实说明了民情的变化。因此今天企业家无法回避社会和民众的吁求,无法回避利益相关者的要求。我接触过一些供应商,他们说外企是60天准时付款,而中国企业是6个月付款,还是商票,有时还拖延。这就是对利益相关方的不负责任。现在做企业只想赚钱而缺乏利益相关者意识是走不通的。一旦被社交媒体曝光就是社死,无论谁,无一例外。中央对共同富裕的诠释是辩证的。一是鼓励勤劳创新致富。二是坚持基本经济制度。要允许一部分人先富起来,同时强调先富带后富、帮后富,重点鼓励辛勤劳动、合法经营、敢于创业的致富带头人。靠偏门致富不能提倡,违法违规的要依法处理。三是尽力而为量力而行。政府不能什么都包,重点是加强基础性、普惠性、兜底性民生保障建设。即使将来发展水平更高、财力更雄厚了,也不能提过高的目标,搞过头的保障,坚决防止落入“福利主义”养懒汉的陷阱。四是坚持循序渐进。同时也提出加强对高收入的规范和调节。比如完善个人所得税制度,规范资本性所得管理,推进房地产税立法和改革,加大消费环节税收调节力度,完善税收优惠政策、鼓励高收入人群和企业更多回报社会坚决取缔非法收入,坚决遏制权钱交易,坚决打击内幕交易、操纵股市、财务造假、偷税漏税等获取非法
话说史湘云跑了出来, 怕林黛玉赶上,宝玉在后忙说:"仔细绊跌了!那里就赶上了?"林黛玉赶到门前,被宝玉叉手在门框上拦住,笑劝道:"饶他这一遭罢."林黛玉搬着手说道: "我若饶过云儿,再不活着!"湘云见宝玉拦住门,料黛玉不能出来,便立住脚笑道:"好姐姐,饶我这一遭罢."恰值宝钗来在湘云身后,也笑道:"我劝你两个看宝兄弟分上,都丢开手罢."黛玉道:"我不依.你们是一气的,都戏弄我不成!"宝玉劝道:"谁敢戏弄你!你不打趣他,他焉敢说你."四人正难分解,有人来请吃饭,方往前边来.那天早又掌灯时分, 王夫人,李纨,凤姐,迎,探,惜等都往贾母这边来,大家闲话了一回,各自归寝.湘云仍往黛玉房中安歇. 宝玉送他二人到房,那天已二更多时,袭人来催了几次,方回自己房中来睡.次日天明时,便披衣и鞋往黛玉房中来,不见紫鹃,翠缕二人,只见他姊妹两个尚卧在衾内. 那林黛玉严严密密裹着一幅杏子红绫被,安稳合目而睡.那史湘云却一把青丝拖于枕畔, 被只齐胸,一弯雪白的膀子撂于被外,又带着两个金镯子.宝玉见了,叹道:"睡觉还是不老实!回来风吹了,又嚷肩窝疼了."一面说,一面轻轻的替他盖上.林黛玉早已醒了, 觉得有人,就猜着定是宝玉,因翻身一看,果中其料.因说道:"这早晚就跑过来作什么?"宝玉笑道:"这天还早呢!你起来瞧瞧."黛玉道:"你先出去,让我们起来."宝玉听了,转身出至外边. 黛玉起来叫醒湘云, 二人都穿了衣服.宝玉复又进来,坐在镜台旁边,只见紫鹃,雪雁进来伏侍梳洗.湘云洗了面,翠缕便拿残水要泼,宝玉道:"站着,我趁势洗了就完了, 省得又过去费事."说着便走过来,弯腰洗了两把.紫鹃递过香皂去,宝玉道:这盆里的就不少,不用搓了."再洗了两把,便要手巾.翠缕道:"还是这个毛病儿,多早晚才改. "宝玉也不理,忙忙的要过青盐擦了牙,嗽了口,完毕,见湘云已梳完了头,便走过来笑道:"好妹妹,替我梳上头罢."湘云道:"这可不能了."宝玉笑道:"好妹妹,你先时怎么替我梳了呢?"湘云道:"如今我忘了,怎么梳呢?"宝玉道:"横竖我不出门,又不带冠子勒子, 不过打几根散辫子就完了."说着,又千妹妹万妹妹的央告.湘云只得扶过他的头来, 一一梳篦.在家不戴冠,并不总角,只将四围短发编成小辫,
窗外—束阳光歪着脑袋,将头探进教室。放在桌上那把银色的钥匙,在空无一人的教室里,映射出刺眼的光芒。在空无一人的走廊里,我在时间轴上奔跑,一直跑到报到那天的大树下。就在那天,老师指定了班里的“门神”,其中就有幸运的我。看着钥匙在手中泛出微微的光泽,我对自己笑了。我相信自已可以胜任。继续跑,往来的方向跑。一天又一天,我不厌其烦的履行着自己的职责。可与此同时:上课总打哈欠,是因为我必须很早到校;上实验课总被老师批评迟到,是因为我要锁门;多少次惊险的晚离校,是因为我要在图书馆一直等你们差不多做完值日再上楼锁门....可是,下课了,没有人理会哈欠连天的我;上完实验课往班里走,慢一点就要被你们抱怨;你们还总告诫我早一点回家..终于跑到了今天。坐在班门口的我竟情不自禁的嘴角上扬了一下。这下你们满意了?钥匙在班里。时间轴上的我,恢复了正常的脚步。同学们陆续来了。看见我傻傻的坐在班门口,他们立刻明白了是什么事。我正准备听到书包“咣哪”的落地声,相反,轻柔的话语飘进我的耳朵,直冲我的大脑:“没关系,我们陪你—起等。”我愣了几秒。之后,我将头埋进胳膊里。时间轴上的我又开始向回奔跑。下课时,站在远处的女班对同学说:“她很累啊,让她歇一歇吧。她每天早上早早来开门也不容易”﹔多少次的实验课后,有同学会去帮我解释“她要锁门”﹔仅仅几次的抱怨,也是因为真的有急事;同时我也发现,你们的值日做得越来越快了....原来在我的身边,时时刻刻都有同学的关爱。我不禁为我刚才的嘴角上扬感到羞耻。一抬头,一位同学端着钥匙出现在我面前。她鼻头冻得红红的,几缕头发顺着汗水滑过的痕迹贴在脑门上。她的眼神很清澈:“找春英姐要的。没关系。开门吧!”话语间,只有温柔的谅解。开了门走进班,我冲到座位前,抓起那把钥匙,串到了自家的门钥匙串上。班,即是我家。我恍然间明白:刚刚认识一个学期的我们,已然被这把银色的钥匙穿成了一个大家庭,彼此心连心,谁也不分离。
托马斯·阿尔瓦·爱迪生(Thomas Alva Edison,1847年2月11日—1931年10月18日),出生于美国俄亥俄州米兰镇,逝世于美国新泽西州西奥兰治。发明家、企业家。、
爱迪生是人类历史上第一个利用大量生产原则和电气工程研究的实验室来进行从事发明专利而对世界产生深远影响的人。他发明的留声机、电影摄影机、电灯对世界有极大影响。他一生的发明共有两千多项,拥有专利一千多项。爱迪生被美国的权威期刊《大西洋月刊》评为影响美国的100位人物第9名。
1931年10月18日凌晨3点24分,在美国新泽西西奥兰治的家中,爱迪生在睡梦中安详离世,享年84岁。
扩展资料
主要成就
1、留声机
1877年,爱迪生发现电话传话器里的膜板随着说话声会引起振动的现象,便拿短针作了试验,从中得到很大的启发。说话的快慢高低能使短针产生相应的不同颤动。那么,反过来,这种颤动也一定能发出原先的说话声音,于是他开始研究声音重发的问题。
12月,爱迪生公开展示这台“锡箔筒式留声机”,轰动了全世界。
2、电灯
最初电灯的发明者不是爱迪生,爱迪生是改进了电灯。早在1801年,英国一位名叫汉弗里·戴维的化学家就在实验室中用铂丝通电发光;1810年,他又发明了用两根通电碳棒之间发生的电弧而照明的“电烛”,这算是是电灯的最早雏形。
当年有关斯旺的电灯泡的报道给了爱迪生以很大启发。1879年10月,爱迪生终于成功制成了以碳化纤维作为灯丝的白炽灯泡,称之为“碳化棉丝白炽灯”,随后大量投产,并成立公司设立发电站和输电网等相应基础设施,很快使电灯在美国被普遍使用。
参考资料来源:百度百科-托马斯·阿尔瓦·爱迪生
衣服是何其正的,小四也是何其正的。贴身书侍,不过估计两人关系也就尔尔,不然那小子跑了,倒把他扔下,这两日不晓得吃了多少盘问。要不是为了保我不穿帮,估计这会还在刑室待着。 以为穿了高领姐姐就看不见你脖子上的淤青了?以为手抽得快臂上的鞭痕就不显了? 我心里冷笑,也不晓得什么缘故。 跟何其正其实不熟,跟小四更不熟。只当是跟在他身后影子一样的存在。 小四将我的头发从衣领后抽出。这小子,个子倒不矮。 凤起国的女子身材都高,跟男子相差无几。我以前走哪里,都算女生中鹤立鸡群的,在凤起不过是中等,而小四站在我身后,比我尚高出一头。这样的身高,平时却不给人存在感,多少跟他的沉默有关。 “好了。” 我瞥了眼镜子里的人。蛋青色长衫做底,外罩深青色坎甲,边上绣着一丛墨竹。这是风林馆少保制服。凤起国男女服饰其实无大差别,只是男装腰间一律比女装多出一条绶带。
1基本概念
如图4-1所示框图说明了控制系统的基本概念,动作信号通过(经由)控制系统元件后,提供一个指示,此系统的目的就是将变量c控制于该指示内。一般来说,被控变量为系统的输出,而动作信号为系统的输入。举一个简单的例子,汽车的方向控制(Steering Control),两个前轮的方向可视为被控制变量,即输出;而其方向盘的位置可视为输入,即动作信号e。再如,若我们要控制汽车的速度,则加速器的压力总和为动作信号,而速度则视为被控变量。
图4-1基本控制系统框图
我们将需要控制的物理量称为系统的被控量或输出量。用来使系统具有预期性能或预期输出的激励信号定义为系统的控制量或输入量。而将那些使被控量偏离预期值的各种因素称为扰动量。自动控制过程就是设法消除扰动因素的影响,从而保持被控制量按预期要求变化的过程。
所以自动控制系统可以这样理解:任何一个系统,在没有人直接参与的情况下,通过控制装置使被控制对象或者过程自动按照预定的规律运行。
人类在掌握了简单的制造技术之后,就有了创造自动装置的想法,以便减轻或代替人类自身的劳动,这就是自动控制思想的最初来源。自动控制技术的发展过程大体经过了四个阶段:古代阶段、17—19世纪阶段、19世纪到“二战”阶段和“二战”以后阶段。这期间,经典控制理论、现代控制理论等从无到有地发展起来。
2自动控制技术的早期发展
在古代,大约公元前14世纪到公元前11世纪,世界上包括中国、埃及和巴比伦等文明古国由于生产发展对计量时间的需要,都出现了能够自动计时的漏壶。汉朝科学家张衡发明了浑天仪和地动仪,其模型外形图如图4-2所示,把自动控制思想应用到了天文观测仪器和地震观测仪器。三国时期出现了指南车,它是确定方位仪器中利用自动控制思想的成功示例。中国北宋时代(公元1086—1089年)苏颂和韩公廉制造的水运仪像台如图4-3所示,它是将用于天文观测的浑天仪和用于天文演示的浑象仪及自动计时装置结为一体的仪器。整个系统就是一个按负反馈原理构成的闭环非线性自动控制系统。
图4-2张衡地动仪模型外形图
图4-3水运仪像台
古埃及和古希腊都先后出现了半自动的简单机器,如教堂庙门自动开启装置、自动洒圣水的铜祭司、投币式圣水箱和在教堂门口自动鸣叫的青铜小鸟等自动装置,这些都是一些互不相关的原始自动装置,是一些个别的发明。17世纪以后,随着生产的发展和科学的进步,在欧洲出现了多种自动装置,其中包括:1642年法国物理学家帕斯卡发明了能自动进位的加法器;1657年荷兰机械师惠更斯发明了钟表;1745年英国机械师E.李发明了带有风向控制的风磨,这种风磨可以利用尾翼的调向作用使主翼对准风向;1765年俄国机械师波尔祖诺夫发明了浮子阀门式水位调节器,可以自动控制蒸汽锅炉的水位。这一时期,自动控制技术都是由于生产发展的需求而产生的。
1788年英国科学家瓦特(图4-4)发明了离心式节速器,也称作飞球调速器,如图4-5所示,用它来控制蒸汽机的蒸汽阀门,构成蒸汽机转速的闭环自动控制系统,从而实现了离心式节速器对蒸汽机转速的控制。瓦特的这项发明促进了近代自动调节装置的广泛应用,对由蒸汽机带来的第一次工业革命及以后的控制理论发展都有重要的影响。其他国家的发明还有:1854年俄国机械学家和电工学家康斯坦丁诺夫发明的电磁调速器;1868年法国工程师法尔科发明了反馈调节器,通过它来调节蒸汽阀,操纵蒸汽船的舵,这就是后来得到广泛应用的伺服机构。在1868年以前,自动化技术只是一些个别的发明和简单的应用,所以把它称作第一阶段。在1868年之后,逐渐开始了对自动控制系统的理论分析和大规模的广泛应用,所以把它称作第二阶段。
图4-4瓦特
图4-5瓦特离心式节速器对蒸汽机的控制示意图
1—蒸汽机;2—蒸汽阀;3—调速器;4—负荷
3自动控制理论的早期发展
各种简单的自动控制装置都可以改进生产技术,提高生产效率。虽然这种技术的发明在18世纪以前经历了漫长的历史过程,还没有理论分析和数学描述,但是它们对自动化技术的形成起到了先导作用,都是从实际经验中总结出来的。17—18世纪是自动化技术的逐渐形成时期,接下来是近代自动化技术的发展时期,数学描述和理论分析起到了至关重要的作用。人们最初遇到的是自动调节器的稳定性问题,由于瓦特发明的离心式调速器有时会造成系统的不稳定,使蒸汽机产生剧烈振荡;到19世纪又发现了船舶上自动操舵机的稳定性问题。这些问题引起了人们的广泛关注,一些数学家尝试用微分方程来描述和分析系统的稳定性问题。对自动控制系统最初的数学描述是英国物理学家麦克斯韦(图4-6),他在1868年发表了《论调速器》的文章,该文章总结了无静差调速器的理论。
1877年英国数学家劳斯(E.J.Routh)提出了著名的劳斯稳定判据,它是一种代数稳定判据,可以根据微分方程的系数来判定控制系统的稳定性。1895年德国数学家A.胡尔维茨(图4-7)提出著名的胡尔维茨稳定判据,它是另一种形式的代数稳定判据。劳斯—胡尔维茨稳定判据是能预先根据传递函数或微分方程判定调节器稳定性的重要判据。1892年俄国数学家李雅普诺夫发表了《论运动稳定性的一般问题》的专著,以数学语言形式给运动稳定性的概念下了严格的定义,给出了判别系统稳定的两种方法。
图4-6麦克斯韦
图4-7胡尔维茨
进入20世纪以后,由于工业革命的需要,人们开始采用自动控制装置,来解决工业生产中提出的控制问题。自动控制器的应用标志着自动化技术进入新的历史时期。在这一时期中,控制器都是一些跟踪给定值的装置,使一些物理量保持在给定值附近。工业生产中广泛应用各种自动控制装置,促进了对调节系统进行分析和综合的研究工作。到了20世纪20年代以后,美国开始采用比例、积分、微分调节器,简称PID调节器。PID调节器是一种模拟式调节器,现在还有许多工厂采用这种调节器。在20世纪最初的20年里,自动控制器中已广泛应用反馈控制的结构。从20世纪20年代开始,越来越多的人开始致力于从理论上研究反馈控制系统。
1925年英国电气工程师O.亥维赛把拉普拉斯变换应用到求解电网络的问题上,运用微积分,求得瞬态过程。1927年美国贝尔电话实验室在解决电子管放大器失真问题时,电气工程师H.S.布莱克从电信号的角度引入了反馈的概念。1932年美国电信工程师奈奎斯特(图4-8)提出了著名的奈奎斯特稳定判据,可以直接根据系统的传递函数画出奈奎斯特图,用来判定反馈系统的稳定性。1938年苏联电气工程师米哈伊洛夫应用频率法研究自动控制系统的稳定性,提出著名的米哈伊洛夫稳定判据。
图4-8奈奎斯特
随着自动控制理论的发展,程序控制、逻辑控制和自动机的思想得到了发展。1833年英国数学家C.巴贝奇在设计分析自动机时首先提出程序控制的概念,他尝试采用法国发明家J.M.雅卡尔设计的编织地毯花样用的穿孔卡方法实现分析机的程序控制。1936年英国数学家图灵研制了著名的图灵机,成为现代数字电子计算机的雏形。他用图灵机定义可计算函数类,并建立了算法理论和自动机理论。1938年美国电气工程师香农和日本数学家中岛,以及1941年苏联科学家舍斯塔科夫,分别独立地建立了逻辑自动机理论,用仅有两种工作状态的继电器组成了逻辑自动机,实现了逻辑控制。此外,香农还建立了信息论。
4经典控制理论的形成
自动控制技术的发展历史是一部人类以自己的聪明才智延伸和扩展器官功能的历史。自动化是现代科学技术和现代工业的结晶,它的发展充分体现了科学技术的综合应用。自动控制技术是随着社会的需要而发展起来的,尤其是随着生产设备和军事设备的控制,以及航空航天工业的需要而发展起来的。第二次世界大战时期形成的经典控制理论对战后发展自动控制技术起了重要的促进作用。在第二次世界大战期间,德国的空军优势和英国的防御地位,迫使美国、英国和西欧各国科学家集中精力解决了防空火力控制系统和飞机自动导航系统等军事技术问题。在解决这些问题的过程中形成了经典控制理论,设计出各种精密的自动调节装置,开创了系统和控制这一新的科学领域。
第二次世界大战期间,反馈控制方法被广泛用于设计研制飞机自动驾驶仪、火炮定位系统、雷达天线控制系统以及其他军用系统(图4-9)。这些系统的复杂性和对快速跟踪、精确控制的高性能追求,迫切要求拓展已有的控制技术,导致了许多新的见解和方法的产生,同时还促进了对非线性系统、采样系统以及随机控制系统的研究。
1945年美国数学家维纳(图4-10)把反馈的概念推广到一切控制系统,1948年维纳发表《控制论》一书,为控制论奠定了基础。同年,美国电信工程师香农发表《通信的数学理论》,为信息论奠定了基础。维纳和香农从控制和信息这两个侧面来研究系统的运动,维纳还从信息的观点来研究反馈控制的本质。从此人们对反馈和信息有了较深刻的理解。1954年中国系统科学家钱学森全面地总结了经典控制理论,并进一步把它提高到更高的理论高度上,在美国出版《工程控制论》一书。工程控制论的目的是研究控制论这门学科中能够直接用在工程上设计受控系统的那些部分。工程控制论使人们有可能具备更广阔的眼界,用更系统的方法来观察有关的问题,因而往往可以得到解决旧问题的更有效的新方法,还可能揭示新的以前没有看到过的前景。
图4-9第二次世界大战时期的雷达
图4-10维纳
这一新的学科当时在美国称为伺服机构理论,在苏联称为自动调整理论,主要是解决单变量的控制问题。当时在分析和设计反馈伺服系统时广泛采用传递函数和频率响应的概念。最常用的方法是奈奎斯特法(1932)、波德法(1945)和埃文斯法(1948)。埃文斯法又称根轨迹法,是美国电信工程师W.R.Ewans于1948年提出来的,在20世纪30—40年代为适应单变量调节和随动系统的设计而发展起来的频率法奠定了经典控制理论的基础,后来频率法成为分析和设计线性自动控制系统的主要方法。这种方法不仅能定性地判明设计方向,而且它本身就是近似计算的简便工具。因此,对于在很大程度上仍然需要依靠经验和尝试的控制系统的工程设计问题来说,这种方法是特别有效和特别受欢迎的。
经典控制理论这个名称是1960年在第一届全美联合自动控制会议上提出来的。在这次会议上把系统与控制领域中研究单变量控制问题的学科称为经典控制理论;把系统与控制领域中研究多变量控制问题的学科称为现代控制理论。
1952年,首台数控机床诞生,数控机床技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征。数控机床如图4-11所示。
20世纪40年代中期发明的电子数字计算机开创了数字程序控制的新纪元,虽然当时还局限于自动计算方面,但为60—70年代自动化技术的飞速发展奠定了基础。
1961年,世界上首台工业机器人(图4-12)诞生,这对工业生产线的自动化产生了巨大的推动作用。
图4-11数控机床
图4-12工业机器人
1958年出现晶体管计算机,1965年出现集成电路计算机,1971年出现单片微处理机。微处理机的出现对控制技术产生了重大影响,控制工程师可以很方便地利用微处理机来实现各种复杂的控制,使综合自动化成为现实。
1957年国际自动控制联合会(IFAC)召开成立大会,有18个国家的代表团出席了这次大会,中国是发起国之一。从1960年起每三年召开一次国际自动控制学术大会,并出版《自动学》﹑《IFAC通讯》等期刊。IFAC的成立标志着自动控制这一学科已经成熟,通过国际合作来推动系统和控制领域的新发展。
5现代控制理论和技术的形成和发展
20世纪50年代以后,经典控制理论有了许多新的发展。各种新的理论和方法,逐渐渗入控制理论的研究中来。但是到了50年代末就发现把经典控制理论的方法推广到多变量系统时会得出错误的结论,经典控制理论的方法有其局限性,为了解决和克服遇到的问题,现代控制理论应运而生。
1)系统辨识﹑建模与仿真
现代控制理论中最优控制器的设计﹑观察器的设计和零极点配置等都是在已知系统的动态方程或状态方程的前提下进行的。这些系统综合方法往往选择一种使用方便的描述形式,而不考虑如何获得这些数学模型。在实际应用中系统的模型往往是未知的。对于复杂系统用已知的物理规律来建立模型常常遇到难以克服的困难。于是根据系统的输入输出数据来建立数学模型的方法便发展起来,逐步形成了系统辨识的理论和方法。
在分析﹑综合和设计自动控制系统的过程中除了应用理论进行计算以外,常常要对系统的特性进行试验研究。显然,在系统未建立前是不可能对系统进行试验的。对于已有的系统,如果系统十分复杂,在实际系统上进行试验,不论出于经济还是安全的考虑,都是不能允许的,有时甚至是不可能的。为此,有必要在仿真设备上试验系统,包括建立﹑修改﹑复现系统的模型,通常把这种试验过程称为系统仿真。现在系统辨识﹑建模和仿真已成为系统和控制领域中十分活跃的重要学科。
2)自适应控制和自校正调节器
50年代初为了设计飞机的自动导航系统,使其能在较宽的速度和高度范围内飞行,开始重视自适应控制的研究。60年代控制理论的发展加深了对自适应过程的理解。自适应控制可用随机递推过程来描述。到了70年代由于微电子学有了新的突破,可用简单而经济的方法来实现自适应控制。目前对于参数自适应控制已研究出三种方法,即增益调整法﹑模型参考法和自校正调节器。
3)遥测﹑遥控和遥感
19世纪末已出现了远距离测量和控制的尝试。20世纪20年代遥测和遥控开始达到实用阶段,用于铁路上信号和道岔的控制。1930年发送了世界上第一个无线电高空探测仪,用以测量大气层的气象数据。这是第一台比较完善的无线电遥测设备。到了40年代,大电力系统,石油﹑天然气管道输送系统和城市公用事业系统都需要通过遥测﹑遥信﹑遥控﹑遥调来对地理上分散的对象进行集中监控,促进了遥测遥控系统的发展。苏联和东欧各国把这类系统称为远动系统。
遥测就是对被测对象的某些参数进行远距离测量,一般是由传感器测出被测对象的某些参数并转变成电信号,然后应用多路通信和数据传输技术,将这些电信号传送到远处的遥测终端,进行处理﹑显示及记录。遥信则是对远距离被测对象的工作极限状态(是否工作或工作是否正常)进行测量。遥控就是对被控对象进行远距离控制。遥控技术综合应用自动控制技术和通信技术,来实现远距离控制,并对远距离被控对象进行监测。其中对远距离被控对象的工作状态的调整称为遥调。对按一定导引规律运动的被控对象进行远距离控制则称为制导,即控制和导引,在航天﹑航空和航海上有广泛的应用。
60年代以后遥感技术得到了迅速的发展。遥感就是装载在飞机或人造卫星等运载工具上的传感器,收集由地面目标物反射或发射来的电磁波,利用这些数据来获得关于目标物的信息。以飞机为主要运载工具的航空遥感发展到以地球卫星和航天飞机为主要运载工具的航天遥感以后,使人们能从宇宙空间的高度上大范围地周期性地快速地观测地球上的各种现象及其变化,从而使人类对地球资源的探测和对地球上一些自然现象的研究进入了一个新的阶段,现已应用在农业﹑林业﹑地质﹑地理﹑海洋﹑水文﹑气象﹑环境保护和军事侦察等领域。
4)综合自动化
50年代末到60年代初,开始出现电子数字计算机控制的自动化工厂,60年代末在制造工业中出现了许多自动化生产线(图4-13),工业生产开始由局部自动化向综合自动化方向发展。70年代以来微电子技术﹑计算机技术和机器人技术的重大突破,促进了综合自动化的迅速发展。过程控制方面,1975年开始出现集散型控制系统,使过程自动化达到很高的水平。制造工业方面,在采用成组技术﹑数控机床﹑加工中心和群控的基础上发展起来的柔性制造系统(FMS)及计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)系统成为工厂自动化的基础。70年代开发出来的一批工业机器人﹑感应式无人搬运台车﹑自动化仓库和无人叉车成为综合自动化的强有力的工具。柔性制造系统是从60年代开始研制的,1972年美国第一套柔性制造系统正式投入生产。70年代末到80年代初柔性制造系统得到迅速的发展,普遍采用搬运机器人和装配机器人。1982年10月在英国的普赖顿召开第一届柔性制造系统国际会议。
图4-13自动化生产线
5)大系统理论的诞生
系统和控制理论的应用从60年代中期开始逐渐从工业方面渗透到农业﹑商业和服务行业,以及生物医学﹑环境保护和社会经济各个方面。由于现代社会科学技术的高度发展出现了许多需要综合治理的大系统,现代控制理论又无法解决这样复杂的问题,系统和控制理论急待有新的突破。在计算机技术方面,60年代初开始发展数据库技术,1970年提出关系数据库,到80年代数据库技术已经达到相当的水平。60年代末计算机技术和通信技术相结合产生了数据通信。1969年美国国防部高级研究局的阿帕网(ARPA)的第一期工程投入使用取得成功,开创了计算机网络的新纪元。数据库技术和计算机网络为80年代实现管理自动化创造了良好的条件。管理自动化的一个核心问题是办公室自动化,这是从70年代开始发展起来的一门综合性技术,到80年代已初步成熟。办公室自动化为管理自动化奠定了良好的基础。
国际自动控制联合会(IFAC)于1976年在意大利的乌第纳召开了第一届大系统学术会议,于1980年在法国的图鲁兹召开第二届大系统学术会议。美国电气与电子工程师学会(IEEE)于1982年10月在美国弗吉尼亚州弗吉尼亚海滩举行了一次国际大系统专题讨论会。1980年在荷兰正式出版国际性期刊《大系统──理论与应用》。这些活动标志着大系统理论的诞生。
6)人工智能和模式识别
用机器来模拟人的智能,虽然是人类很早以前就有的愿望,但其实现还是从有了电子计算机以后才开始的。1936年,图灵提出了用机器进行逻辑推理的想法。50年代以来,人工智能的研究是基于充分发挥计算机的用途而展开的。
早期的人工智能研究是从探索人的解题策略开始,即从智力难题﹑弈棋﹑难度不大的定理证明入手,总结人类解决问题时的心理活动规律,然后用计算机模拟,让计算机表现出某种智能。1948年美国数学家维纳在《控制论》一书的附注中首先提出制造弈棋机的问题。1954年美国国际商业机器公司(IBM)的工程师塞缪尔应用启发式程序编成跳棋程序,存储在电子数字计算机内,制成能积累下棋经验的弈棋机。1959年该弈棋机击败了它的设计者。1956年赫伯特·西蒙和艾伦·纽厄尔等研制了一个称为逻辑理论家的程序,用电子数字计算机证明了怀特海和罗素的名著《数学原理》第二章52条定理中的33条定理。1956年M.L.明斯基、J.麦卡锡、纽厄尔、西蒙等10位科学家发起在达特茅斯大学召开人工智能学术讨论会,标志人工智能这一学科正式诞生。1960年人工智能的4位奠基人,即美国斯坦福大学的麦卡锡、麻省理工学院的明斯基、卡内基梅隆大学的纽厄尔和西蒙组成了第一个人工智能研究小组,有力地推动了人工智能的发展。从1967年开始出版不定期刊物《机器智能》,共出版了9集。从1970年开始出版期刊《人工智能》。从1969年开始每两年举行一次人工智能国际会议(IJCAI)。这些活动进一步促进了人工智能的发展。70年代以来微电子技术和微处理机的迅速发展,使人工智能和计算机技术结合起来。一方面在设计高级计算机时广泛应用人工智能的成果,另一方面又利用超级微处理机实现人工智能,大大地加速了人工智能的研究和应用。人工智能的基础是知识获取﹑表示技术和推理技术,常用的人工智能语言则是LISP语言和PROLOG语言,人工智能的研究领域涉及自然语言理解﹑自然语言生成﹑机器视觉﹑机器定理证明﹑自动程序设计﹑专家系统和智能机器人等方面。人工智能已发展成为系统和控制研究的前沿领域。
1977年E.A.费根鲍姆在第五届国际人工智能会议上提出了知识工程问题。知识工程是人工智能的一个分支,它的中心课题就是构造专家系统。1973—1975年费根鲍姆领导斯坦福大学的一个研究小组研制成功一个用于诊治血液传染病和脑膜炎的医疗专家系统MYCIN,能学习专家医生的知识,模仿医生的思维和诊断推理,给出可靠的诊治建议。1978年费根鲍姆等人研制成功水平很高的化学专家系统DENDRAL。1982年美国学者W.R.纳尔逊研制成功诊断和处理核反应堆事故的专家系统REACTOR。中国也已经研制成功中医专家系统和蚕育种专家系统。现在专家系统已应用在医学﹑机器故障诊断﹑飞行器设计﹑地质勘探﹑分子结构和信号处理等方面。
为了扩大计算机的应用,使计算机能直接接受和处理各种自然的模式信息,即语言﹑文字﹑图像﹑景物等,模式识别研究受到人们的重视。1956年,塞尔弗里奇等人研制出第一个字符识别程序,随后出现了字符识别系统和图像识别系统,并形成了以统计法和结构法为核心的模式识别理论,语音识别和自然语言理解的研究也取得了较大进展,为人和计算机的直接通信提供了新的接口。
60年代末到70年代初美国麻省理工学院﹑美国斯坦福大学和英国爱丁堡大学对机器人学进行了许多理论研究,注意到把人工智能的所有技术综合在一起,研制出智能机器人,如麻省理工学院和斯坦福大学的手眼装置﹑日立公司有视觉和触觉的机器人等。由于机器人在提高生产率,把人从危险﹑恶劣等工作条件下替换出来,扩大人类的活动范围等方面显示出极大的优越性,所以受到人们的重视。机器人技术发展很快,并得到越来越广泛的应用,并在工业生产﹑核电站设备检查﹑维修﹑海洋调查﹑水下石油开采﹑宇宙探测等方面大显身手,正在研究中的军用机器人也具有较大的潜在应用价值。关于机器人的设计﹑制造和应用的技术形成了机器人学。
总结人工智能研究的经验和教训,人们认识到,让机器求解问题必须使机器具有人类专家解决问题的那些知识,人工智能的实质应是如何把人的知识转移给机器的问题。1977年,费根鲍姆首倡专家系统和知识工程,于是以知识的获取﹑表示和运用为核心的知识工程发展起来。自70年代以来,人工智能学者已研制出用于医疗诊断﹑地质勘探﹑化学数据解释和结构解释﹑口语和图像理解﹑金融决策﹑军事指挥﹑大规模集成电路设计等各种专家系统。智能计算机﹑新型传感器﹑大规模集成电路的发展为高级自动化提供了新的控制方法和工具。
50年代以来,在探讨生物及人类的感觉和思维机制,并用机器进行模拟方面,取得一些进展,如自组织系统﹑神经元模型﹑神经元网络脑模型等,对自动化技术的发展有所启迪。同一时期发展起来的一般系统论﹑耗散结构理论﹑协同学和超循环理论等对自动化技术的发展提供了新理论和新方法。
爱迪生的资料爱迪生对于自然科学的最早兴趣是在化学方面。10岁时酷爱化学。他收集了二百来个瓶子,并节省每个小钱去购买化学药品装入瓶中。11岁那年,他实验了他的第一份电报。为了赚钱购买化学药品和设备,他开始了工作。12岁的时候,他获得列车上售报的工作,辗转于休伦港(PortHuron)和密歇根州的底特律(Detroit)之间。他一边卖报,一边兼做水果、蔬菜生意,只要有空他就到图书馆看书。1861年美国爆发了南北战争,刚满14周岁的爱迪生买了一架旧印刷机,利用火车的便利条件,办了一份小报(周刊)——《先驱报》,来传递战况和沿途消息,第一期周刊就是在列车上印刷的。他一人兼任记者、编辑、排字、校对、印刷、发行的工作。小报受到欢迎,他也从紧张的工作中增长了才干、知识和经验,还挣了不少钱,得以继续进行化学试验。他用所挣得的钱在行李车上建立了一个化学实验室。但不幸的是,一次他在火车上做实验时,列车突然颠簸,使一块磷落在木板上,引起燃烧。列车员赶来扑灭了火焰,也狠狠地给了他一个耳光,打聋了他的双耳,他被赶下了火车,那时爱迪生才15岁。(另一种说法是:不幸有一次化学药品着火,他连同他的设备全被扔出车外。另外有一次,当爱迪生正力图登上一列货运列车时,一个列车员抓住他的两只耳朵助他上车。这一行动导致了爱迪生成为终身聋子。)