自動化(hua)科(ke)學(xue)和(he)技術的(de)發展,大致經歷了(le)這樣(yang)幾個(ge)階(jie)段,20世紀40年(nian)代出現的(de)經典控制理(li)論(lun)(lun),為(wei)自動化(hua)學(xue)科(ke)奠定(ding)了(le)理(li)論(lun)(lun)基礎。它(ta)以系統(tong)的(de)頻(pin)(pin)率域描述和(he)分析設(she)計方法為(wei)基礎,通過對系統(tong)輸(shu)入輸(shu)出的(de)頻(pin)(pin)域測試,建立系統(tong)的(de)模型,并(bing)通過設(she)計前饋補(bu)償和(he)反饋校正(zheng),使(shi)系統(tong)穩定(ding)運行,并(bing)使(shi)輸(shu)出達(da)到期望值。這通常被認為(wei)是(shi)以控制為(wei)基礎的(de)自動化(hua)設(she)備的(de)代理(li)論(lun)(lun)。
自(zi)動(dong)(dong)(dong)化技術廣泛(fan)用(yong)于工業、農業、軍事、科學(xue)研究、交通運輸、商(shang)業、醫療、服務和(he)家庭(ting)等方(fang)面。采(cai)用(yong)自(zi)動(dong)(dong)(dong)化技術不(bu)僅可以把人(ren)(ren)從繁重(zhong)的(de)(de)體力勞(lao)(lao)動(dong)(dong)(dong)、部(bu)分腦力勞(lao)(lao)動(dong)(dong)(dong)以及惡劣、危險的(de)(de)工作環境(jing)中(zhong)解放(fang)出來,而且(qie)能(neng)擴(kuo)展(zhan)人(ren)(ren)的(de)(de)器官功能(neng),極大地提高勞(lao)(lao)動(dong)(dong)(dong)生產率,增強(qiang)人(ren)(ren)類認識世(shi)界和(he)改造世(shi)界的(de)(de)能(neng)力。
自動化(hua)(hua)系統中的大型(xing)成套設(she)備,又(you)稱自動化(hua)(hua)裝置。機器(qi)或裝置在無人干(gan)預(yu)的情況下按規定的程序(xu)或指令自動進行操作或控制的過程。因(yin)此,自動化(hua)(hua)是工業、農業、國防和科學技術現代(dai)化(hua)(hua)的重要條件和顯著標志(zhi)
20世(shi)紀60年代,隨著航(hang)天航(hang)空(kong)事業的(de)發展,出現(xian)(xian)了(le)(le)以(yi)狀態空(kong)間法(fa)(fa)為基(ji)礎的(de)現(xian)(xian)代控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)理論(lun)(lun),這一理論(lun)(lun)通(tong)過(guo)深入到(dao)對(dui)系(xi)統內部狀態的(de)描(miao)述(shu),從信息層面上更深刻(ke)地刻(ke)劃了(le)(le)系(xi)統的(de)特征,在此基(ji)礎上發展起來的(de)狀態空(kong)間設計(ji)方法(fa)(fa)不僅可以(yi)處(chu)理多變量系(xi)統的(de)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)問(wen)題,而(er)且在控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)中開始滲入優化(hua)的(de)概念(nian),為實現(xian)(xian)高(gao)質量的(de)自(zi)動(dong)化(hua)提(ti)供了(le)(le)有力(li)的(de)手段。在此期(qi)間,自(zi)動(dong)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)的(de)理論(lun)(lun)和應(ying)(ying)用得(de)到(dao)了(le)(le)蓬(peng)勃發展,系(xi)統辨(bian)識、自(zi)適應(ying)(ying)等新理論(lun)(lun)和新思想不斷(duan)涌現(xian)(xian),并(bing)在航(hang)天航(hang)空(kong)、工業、工程領域得(de)到(dao)了(le)(le)廣(guang)泛(fan)的(de)應(ying)(ying)用。
20世(shi)紀70年(nian)代(dai)(dai)以(yi)來(lai),隨著計算機(ji)技術的(de)(de)發(fa)展(zhan)和普及,人們處理(li)(li)(li)復(fu)雜信息(xi)(xi)加工(gong)(gong)的(de)(de)能(neng)力(li)得到(dao)了顯著加強(qiang),從而有力(li)地推動了自(zi)動化技術的(de)(de)全(quan)方位發(fa)展(zhan),其最主(zhu)要的(de)(de)應(ying)用領域是:以(yi)計算機(ji)控(kong)(kong)制(zhi)為(wei)(wei)代(dai)(dai)表的(de)(de)工(gong)(gong)業(ye)過程控(kong)(kong)制(zhi)和工(gong)(gong)業(ye)機(ji)器人,以(yi)計算機(ji)集成信息(xi)(xi)處理(li)(li)(li)為(wei)(wei)代(dai)(dai)表的(de)(de)制(zhi)造(zao)系統(tong)CIMS。在此期間(jian),由于(yu)信息(xi)(xi)處理(li)(li)(li)能(neng)力(li)的(de)(de)加強(qiang),解(jie)決高維大系統(tong)控(kong)(kong)制(zhi)、優化問題的(de)(de)大系統(tong)理(li)(li)(li)論、解(jie)決帶有不確定性控(kong)(kong)制(zhi)問題的(de)(de)魯棒、自(zi)適(shi)應(ying)控(kong)(kong)制(zhi)理(li)(li)(li)論、解(jie)決難以(yi)數學(xue)建(jian)模系統(tong)控(kong)(kong)制(zhi)問題的(de)(de)智能(neng)控(kong)(kong)制(zhi)理(li)(li)(li)論等(deng)都成為(wei)(wei)自(zi)動化研究領域中(zhong)新的(de)(de)熱點(dian),并迅即在各(ge)領域中(zhong)得到(dao)了應(ying)用。