Control is hopeless分享 http://blog.sciencenet.cn/u/controlhopeless I just wonder how things are put together and then what happens

博文

自动控制与诺贝尔物理奖 精选

已有 8280 次阅读 2012-10-8 00:23 |个人分类:关于天才|系统分类:科研笔记

自动控制(Automatic Control)是指在没有人直接参与的情况下,利用外加的设备或装置,使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地、高效率地按照预定的规律运行。

自动控制的目的就是改造世界。

瑞典的工程师、发明家、实业家,尼尔斯·古斯塔夫·达伦,Nils Gustaf Dalén, 在1912年,由于“发明了与储气器一起使用的,用于灯塔和浮标照明的自动调节器”(automatic regulators,自动控制系统的器件 device),而获得1912年诺贝尔物理学奖。被世人誉为“航海者的恩人”。

                                                
                                     
        发明用于灯塔和浮标照明储气器自动调节系统的达伦 1869-1937                                                     
在夜间,航船需要海上灯塔或浮标导航。为使得海员看得见它们,灯塔或浮标需要光源发光。早期,通过燃烧煤油等化学物质,产生光亮,从而在夜里导引航船。这些导航标志,往往远离陆地,长期无人管理。如何使得这些导航设备,只在夜间工作,从而节省燃料,不需要维护人员频繁补充,一直是灯塔设计工程师们追求的目标。另一方面,人们也在致力于寻找高效率的可燃材料,从而改善光源发光强度。

1901年前后,早期以自学为主的机械工程师,达伦开始致力于相关工作。他首先发明了乙炔储气罐,以解决安全性和高强度的光源问题。随后,设计了一种自动气阀,使得光源能以某一频率自动闪烁,从而引起航船夜间注意。后来,他又发明了太阳能自动调节器。在达伦的照明、自动调节系统中,频闪乙炔灯作为光源。这套系统能够在日出时就自动把频闪乙炔灯灭掉,日落时又自动将频闪乙炔灯点燃。由于达伦发明了频闪开关和太阳能自动控制器,使乙炔燃料可节约原消耗量的百分之九十三,从而灯塔等设备可长期摆脱人类维护。整个系统大约完成于1907年。


达伦发明的频闪开关和太阳能自动控制器用于 Stockholm 附近的无人管理的灯塔,其中的太阳能筏从1912年工作到1980年,没有经过大修。1980年,灯塔采用了电气化系统。 

正是由于发明了灯塔自动照明系统,1912年的诺贝尔物理学奖颁发给了发明家达伦。在诺奖委员会决定的前两个月,9月12日,达伦在实验时因爆炸而至双目失明,无法出席诺贝尔授奖典礼。他的兄弟代替 (stand in)他出席了在瑞典斯德哥尔摩举行的诺贝尔授奖典礼, 会上既没有惯例的诺贝尔获奖演讲,会后也没有印发达伦的获奖研究成果,仅在瑞典皇家科学院院长索德巴姆的授奖辞中提到达伦的贡献。

据发表在 IEEE control systems magazine 的文章介绍(见注),当年有17人被提名,包括 M. 普朗克、爱因斯坦。一瑞典皇家科学院院士、杰出的工业家提名达伦。

值得注意的是,在1896年达伦曾到瑞士苏黎世工学院(ETH),在斯托多拉(Stodola)教授指导下学习了一年。而正是斯托多拉,在研究瑞士达沃斯电厂的一个蒸汽机的一个调速系统的设计时,向数学家胡尔维茨(Hurwitz,和Hilbert,Minkowski,并称为哥尼斯堡三剑客) 提出了其中的稳定性问题,胡尔维茨在1895年独立于剑桥的数学家劳斯(Routh,1877年,麦克斯韦的同学),给出了有用的代数判据。这就是著名的 Routh-Hurwitz 稳定性判据。

达伦是胡尔维茨文章发表后,成为斯托多拉的学生。想必达伦在 ETH 的一年,一定受到斯托多拉的影响。很有可能达伦在那里学习了机械自动控制技术。可以肯定的是,他回到瑞典后,在蒸汽机公司的车间,除了做一些热空气汽轮机、压缩机和空气泵的实验,也对蒸汽机做了一些具体的改进。

1912年,达伦眼睛失明后,仍继续从事实验工作,直到1937年逝世。”水手恩人”的达伦生前也获得了其它荣誉,比如在1913年,他成为瑞典皇家科学院院士。

注:以上部分根据百度和维基整理,图片来自百度百科和维基。一个有用的文献来自于IEEE 控制系统杂志

Clark, R.N. "Nils Gustaf Dalén (1869-1937): Inventor, experimenter, engineer, and nobel laureate." IEEE control systems magazine (2003). v. 23 (4), pp. 68–70.

科学网刘亚俊2010年的博文:1912年的诺贝尔物理学奖也有介绍。

注:2012年10月22日修改,去掉了关于爱迪生和特斯拉1912年分享物理奖的传说。爱迪生被提名实际上是1915年。


2012年诺贝尔奖
http://wap.sciencenet.cn/blog-669170-620204.html

上一篇:CCTV 探索发现 英雄志——寻找成本华
下一篇:陈、嵇二位老师,你们住口!

14 戴德昌 吕喆 杨旭华 屈林 程代展 邸利会 唐常杰 李学宽 何应林 刘淼 傅蕴德 鲍海飞 余世锋 crossludo

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (23 个评论)

数据加载中...
扫一扫,分享此博文

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2021-9-16 18:07

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部