指南車的發明最早記錄出自5000年前黃帝傳說中，不過其後又有曆史典籍顯示三國時馬鈞是第一個成功地製造指南車的人。《宋史·輿服誌》則詳細地記載了燕肅和吳德仁所造指南車的結構和技術規範
，成為世界史上最寶貴的工程學文獻。
燕肅的指南車是一輛雙輪獨轅車
，車上立一木人，伸臂指南。車中，除兩個沿地麵滾動的車輪外，尚有大小不同的7個齒輪。由齒數、轉(zhuan)動(dong)數(shu)，並(bing)保(bao)證(zheng)木(mu)人(ren)指(zhi)南(nan)的(de)目(mu)的(de)，可(ke)見(jian)古(gu)人(ren)掌(zhang)握(wo)了(le)關(guan)於(yu)齒(chi)輪(lun)匹(pi)配(pei)的(de)力(li)學(xue)知(zhi)識(shi)和(he)控(kong)製(zhi)齒(chi)輪(lun)離(li)合(he)的(de)方(fang)法(fa)。車(che)輪(lun)轉(zhuan)動(dong)

，帶(dai)動(dong)附(fu)於(yu)其(qi)上(shang)的(de)垂(chui)直(zhi)齒(chi)輪(lun)，該(gai)附(fu)輪(lun)又(you)使(shi)與(yu)其(qi)齧(nie)合(he)的(de)小(xiao)平(ping)輪(lun)轉(zhuan)動(dong)
，小(xiao)平(ping)輪(lun)帶(dai)動(dong)中(zhong)心(xin)大(da)平(ping)輪(lun)。指(zhi)南(nan)木(mu)人(ren)的(de)立(li)軸(zhou)就(jiu)裝(zhuang)在(zai)大(da)平(ping)輪(lun)中(zhong)心(xin)。當(dang)車(che)轉(zhuan)彎(wan)時(shi)，車(che)轅(yuan)會(hui)自(zi)動(dong)控(kong)製(zhi)車(che)上(shang)的(de)離(li)合(he)裝(zhuang)置(zhi)
，即(ji)竹(zhu)繩(sheng)
、滑輪和鐵墜子
，就可以控製大平輪的轉動，從而使木人指向不變。
按照自動控製係統來分析就是車輛轉彎時
，齒輪係就要補償車輛轉彎帶來的方向轉動
， 按照自動控製係統的術語來講指南車係統就是一個前饋控製。