三、局部自动化时期

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、英国等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。这些经典控制理论对战后发展局部自动化起了重要的促进作用，使自动化技术得到飞速的发展。为提高自动控制系统的性能，维纳创立了控制论，提出了反馈控制原理。直到今天，反馈控制仍是十分重要的控制原理。这一时期出现了自动防空火炮、自动飞向目标的V-2导弹等自动化系统和装置。

1945年，美国数学家N.维纳把反馈的概念推广到生物等一切控制系统；1948年，他出版了名著《控制论》一书，为控制论奠定了基础。1954年，中国科学家钱学森全面地总结和提高了经典控制理论，在美国出版了用英语撰写的、在世界上很有影响的《工程控制论》一书。

1948年，W.埃文斯的根轨迹法，奠定了适宜用于单变量控制问题的经典控制理论的基础。频率法（或称频域法）成为分析和设计线性单变量自动控制系统的主要方法。

第二次世界大战后工业迅速发展，随着对非线性系统、时滞系统、脉冲及采样控制系统、时变系统、分布参数系统和有随机信号输入的系统控制问题的深入研究，经典控制理论在20世纪50年代有了新的发展。

战后在工业控制中已广泛应用PID调节器，并且电子模拟计算机用来设计自动控制系统。当时在工业上实现局部自动化，即单个过程或单个机器的自动化。在工厂中可以看到各种各样的自动调节装置或自动控制装置。这些装置一般都可以分装两个机柜：一个机柜装各种PID调节器；另一个机柜则装许多继电器和接触器，作启动、停止、连锁和保护之用。当时大部分PID调节器是电动的或机电的，也有气动的和液压的（直到1958年才引入第一代电子控制系统），在结构上显得相当复杂，控制速度和控制精度都有一定的局限性，可靠性也不是很理想。

生产自动化的发展促进了自动化仪表的进步，出现了测量生产过程的温度、压力、流量、物位、机械量等参数的测量仪表。最初的仪表大多属于机械式的测量仪表，一般只作为主机的附属部件被采用，其结构简单、功能单一。20世纪30年代末—40年代初，出现了气动仪表，统一了压力信号，研制出气动单元组合仪表。20世纪50年代出现了电动式的动圈式毫伏计、电子电位差计和电子测量仪表、电动式和电子式的单元组合式仪表。

1943—1946年，世界上第一台基于电子管的电子数字计算机（Electronic Digit Comput er）——电子数字积分和自动计数器（ENIAC）问世。1950年，美国宾夕法尼亚大学莫尔（Moore）小组研制成功世界上第二台存储程序式电子数字计算机——离散变量电子自动计算机（EDVAC）。电子数字计算机内部元件和结构，经历了电子管、晶体管、集成电路和大规模集成电路的4个发展阶段。电子数字计算机的发明，为20世纪60—70年代开始的在控制系统广泛应用程序控制、逻辑控制以及应用数字计算机直接控制生产过程奠定了基础。我国也在20世纪50年代中叶开始研制大型电子数字计算机——国产巨型“银河”电子数字计算机系列，如图2-6所示。目前，小型电子数字计算机或单片计算机已成为复杂自动控制系统的组成部分，以实现复杂的控制和算法。