自動化科學和技術的發展,大致經歷了這樣幾(ji)個(ge)階段,20世紀40年(nian)代(dai)出(chu)現的經典控制理(li)論(lun),為(wei)自動化學科奠定(ding)了理(li)論(lun)基礎(chu)。它(ta)以(yi)系(xi)統(tong)的頻(pin)率域(yu)描述和分析設(she)(she)計方法為(wei)基礎(chu),通過(guo)對系(xi)統(tong)輸入輸出(chu)的頻(pin)域(yu)測試,建(jian)立系(xi)統(tong)的模型(xing),并(bing)通過(guo)設(she)(she)計前饋(kui)補償和反(fan)饋(kui)校(xiao)正(zheng),使系(xi)統(tong)穩定(ding)運(yun)行,并(bing)使輸出(chu)達到期望(wang)值。這通常(chang)被認為(wei)是以(yi)控制為(wei)基礎(chu)的自動化設(she)(she)備的代(dai)理(li)論(lun)。
自動(dong)化技(ji)術廣泛用于(yu)工業、農業、軍事(shi)、科學研究、交通(tong)運輸、商業、醫療、服務(wu)和(he)家(jia)庭等(deng)方面。采用自動(dong)化技(ji)術不(bu)僅可以把人(ren)從繁重的(de)(de)體力勞動(dong)、部分腦力勞動(dong)以及惡劣、危險的(de)(de)工作(zuo)環(huan)境(jing)中解放出來,而且能(neng)擴(kuo)展人(ren)的(de)(de)器(qi)官功能(neng),極大地提(ti)高勞動(dong)生(sheng)產率,增(zeng)強(qiang)人(ren)類認識世界和(he)改(gai)造(zao)世界的(de)(de)能(neng)力。
自動(dong)化(hua)(hua)系統中的(de)大(da)型成(cheng)套設備,又稱自動(dong)化(hua)(hua)裝置(zhi)。機(ji)器或(huo)裝置(zhi)在無(wu)人干預的(de)情況(kuang)下(xia)按規定的(de)程序或(huo)指令(ling)自動(dong)進行操作或(huo)控制(zhi)的(de)過程。因此,自動(dong)化(hua)(hua)是工業、農業、國防和科(ke)學技術現代化(hua)(hua)的(de)重(zhong)要條件和顯(xian)著標志
20世(shi)紀60年代,隨著航(hang)天航(hang)空(kong)事業的(de)(de)(de)發展,出現了(le)(le)以(yi)狀(zhuang)態(tai)空(kong)間法(fa)為(wei)基礎的(de)(de)(de)現代控制理(li)(li)論,這一理(li)(li)論通(tong)過(guo)深(shen)入到(dao)對系(xi)統內部(bu)狀(zhuang)態(tai)的(de)(de)(de)描(miao)述,從信息層(ceng)面(mian)上更(geng)深(shen)刻(ke)地(di)刻(ke)劃(hua)了(le)(le)系(xi)統的(de)(de)(de)特征,在(zai)(zai)(zai)此基礎上發展起來的(de)(de)(de)狀(zhuang)態(tai)空(kong)間設計方法(fa)不僅(jin)可以(yi)處(chu)理(li)(li)多變量系(xi)統的(de)(de)(de)控制問題(ti),而且在(zai)(zai)(zai)控制中開始滲(shen)入優化的(de)(de)(de)概念,為(wei)實現高質量的(de)(de)(de)自動(dong)化提供(gong)了(le)(le)有力的(de)(de)(de)手段(duan)。在(zai)(zai)(zai)此期(qi)間,自動(dong)控制的(de)(de)(de)理(li)(li)論和應用(yong)得到(dao)了(le)(le)蓬(peng)勃(bo)發展,系(xi)統辨識、自適應等新理(li)(li)論和新思想不斷涌現,并在(zai)(zai)(zai)航(hang)天航(hang)空(kong)、工業、工程領域得到(dao)了(le)(le)廣泛的(de)(de)(de)應用(yong)。
20世紀70年代(dai)以來,隨(sui)著(zhu)(zhu)計(ji)算(suan)機技(ji)術(shu)的(de)(de)發展(zhan)和(he)普(pu)及,人們處理復雜信息加工(gong)的(de)(de)能(neng)力得(de)到了顯著(zhu)(zhu)加強(qiang),從而(er)有力地(di)推(tui)動(dong)了自動(dong)化技(ji)術(shu)的(de)(de)全方位發展(zhan),其最主要的(de)(de)應(ying)用領(ling)域是:以計(ji)算(suan)機控制(zhi)為(wei)代(dai)表的(de)(de)工(gong)業過程控制(zhi)和(he)工(gong)業機器(qi)人,以計(ji)算(suan)機集(ji)成信息處理為(wei)代(dai)表的(de)(de)制(zhi)造系(xi)(xi)統(tong)(tong)CIMS。在此期(qi)間,由于信息處理能(neng)力的(de)(de)加強(qiang),解(jie)(jie)(jie)決(jue)高維大系(xi)(xi)統(tong)(tong)控制(zhi)、優化問(wen)題(ti)的(de)(de)大系(xi)(xi)統(tong)(tong)理論(lun)、解(jie)(jie)(jie)決(jue)帶(dai)有不確定性控制(zhi)問(wen)題(ti)的(de)(de)魯棒、自適應(ying)控制(zhi)理論(lun)、解(jie)(jie)(jie)決(jue)難以數學建模系(xi)(xi)統(tong)(tong)控制(zhi)問(wen)題(ti)的(de)(de)智能(neng)控制(zhi)理論(lun)等都(dou)成為(wei)自動(dong)化研(yan)究領(ling)域中新的(de)(de)熱點,并(bing)迅(xun)即在各(ge)領(ling)域中得(de)到了應(ying)用。