自動化科(ke)學和技術的(de)發(fa)展,大致經歷了(le)這樣幾個階段,20世紀40年代出(chu)(chu)現(xian)的(de)經典控制理論(lun),為(wei)自動化學科(ke)奠定了(le)理論(lun)基(ji)礎(chu)。它以系(xi)(xi)統(tong)的(de)頻(pin)率域描(miao)述(shu)和分(fen)析設(she)計方法為(wei)基(ji)礎(chu),通過對系(xi)(xi)統(tong)輸入輸出(chu)(chu)的(de)頻(pin)域測試(shi),建立系(xi)(xi)統(tong)的(de)模型,并通過設(she)計前饋(kui)補償(chang)和反饋(kui)校正,使系(xi)(xi)統(tong)穩定運行(xing),并使輸出(chu)(chu)達到期望值。這通常(chang)被(bei)認為(wei)是以控制為(wei)基(ji)礎(chu)的(de)自動化設(she)備的(de)代理論(lun)。
自(zi)動(dong)(dong)化(hua)技術廣泛用(yong)于工(gong)業、農業、軍事、科學(xue)研究、交通運輸、商業、醫療、服(fu)務(wu)和(he)家庭等方(fang)面。采用(yong)自(zi)動(dong)(dong)化(hua)技術不僅可以把人(ren)(ren)從繁重的(de)體力勞動(dong)(dong)、部分腦(nao)力勞動(dong)(dong)以及(ji)惡劣(lie)、危險的(de)工(gong)作環(huan)境中(zhong)解(jie)放出來(lai),而且(qie)能(neng)擴展(zhan)人(ren)(ren)的(de)器官功(gong)能(neng),極(ji)大地(di)提高(gao)勞動(dong)(dong)生產率,增強人(ren)(ren)類認(ren)識世界和(he)改造世界的(de)能(neng)力。
自(zi)動(dong)(dong)化系統中的(de)大型成套設備,又(you)稱自(zi)動(dong)(dong)化裝置。機器(qi)或(huo)裝置在無(wu)人干預的(de)情況下按規定(ding)的(de)程序或(huo)指令自(zi)動(dong)(dong)進行操作或(huo)控制的(de)過程。因此,自(zi)動(dong)(dong)化是工業(ye)、農業(ye)、國(guo)防和科學技術現(xian)代化的(de)重要條件和顯(xian)著標志
20世紀60年(nian)代,隨著(zhu)航天(tian)航空(kong)(kong)(kong)事業的(de)(de)(de)發展(zhan),出(chu)現了(le)以(yi)狀(zhuang)態(tai)空(kong)(kong)(kong)間(jian)法為(wei)基(ji)礎的(de)(de)(de)現代控(kong)制理(li)(li)論(lun),這一理(li)(li)論(lun)通(tong)過深入到對系(xi)統內部狀(zhuang)態(tai)的(de)(de)(de)描述,從信息層面上更(geng)深刻地刻劃(hua)了(le)系(xi)統的(de)(de)(de)特征,在(zai)此基(ji)礎上發展(zhan)起來的(de)(de)(de)狀(zhuang)態(tai)空(kong)(kong)(kong)間(jian)設(she)計方法不(bu)僅可以(yi)處理(li)(li)多(duo)變(bian)量系(xi)統的(de)(de)(de)控(kong)制問題,而且在(zai)控(kong)制中開(kai)始滲(shen)入優化(hua)的(de)(de)(de)概念(nian),為(wei)實(shi)現高質量的(de)(de)(de)自動化(hua)提(ti)供了(le)有力的(de)(de)(de)手段。在(zai)此期(qi)間(jian),自動控(kong)制的(de)(de)(de)理(li)(li)論(lun)和(he)應用(yong)得到了(le)蓬(peng)勃發展(zhan),系(xi)統辨識、自適(shi)應等(deng)新理(li)(li)論(lun)和(he)新思想不(bu)斷涌現,并在(zai)航天(tian)航空(kong)(kong)(kong)、工業、工程領域得到了(le)廣泛的(de)(de)(de)應用(yong)。
20世(shi)紀(ji)70年代(dai)以來,隨著計算(suan)機(ji)技術(shu)的(de)(de)(de)發(fa)(fa)展和普及(ji),人(ren)(ren)們處(chu)(chu)理(li)(li)復雜(za)信息(xi)加工的(de)(de)(de)能(neng)力得(de)到(dao)了(le)(le)顯著加強(qiang),從而有(you)力地推動了(le)(le)自動化技術(shu)的(de)(de)(de)全方(fang)位發(fa)(fa)展,其(qi)最主要的(de)(de)(de)應用(yong)(yong)領域(yu)(yu)是:以計算(suan)機(ji)控(kong)制(zhi)為代(dai)表的(de)(de)(de)工業過程控(kong)制(zhi)和工業機(ji)器人(ren)(ren),以計算(suan)機(ji)集成(cheng)信息(xi)處(chu)(chu)理(li)(li)為代(dai)表的(de)(de)(de)制(zhi)造系(xi)(xi)統CIMS。在(zai)此期間,由于信息(xi)處(chu)(chu)理(li)(li)能(neng)力的(de)(de)(de)加強(qiang),解決(jue)高維(wei)大系(xi)(xi)統控(kong)制(zhi)、優化問題(ti)的(de)(de)(de)大系(xi)(xi)統理(li)(li)論(lun)、解決(jue)帶有(you)不確定(ding)性控(kong)制(zhi)問題(ti)的(de)(de)(de)魯棒(bang)、自適(shi)應控(kong)制(zhi)理(li)(li)論(lun)、解決(jue)難以數(shu)學建模系(xi)(xi)統控(kong)制(zhi)問題(ti)的(de)(de)(de)智能(neng)控(kong)制(zhi)理(li)(li)論(lun)等都(dou)成(cheng)為自動化研究領域(yu)(yu)中新的(de)(de)(de)熱點,并迅即在(zai)各領域(yu)(yu)中得(de)到(dao)了(le)(le)應用(yong)(yong)。