自動化(hua)科(ke)(ke)學和(he)(he)技術的發(fa)展,大致經(jing)歷了(le)這(zhe)樣幾個階段,20世紀(ji)40年代(dai)出現的經(jing)典(dian)控(kong)制(zhi)理論(lun),為(wei)自動化(hua)學科(ke)(ke)奠定了(le)理論(lun)基礎。它以系統(tong)的頻率域描述和(he)(he)分析設計方法為(wei)基礎,通(tong)過(guo)(guo)對系統(tong)輸(shu)入(ru)輸(shu)出的頻域測試(shi),建立系統(tong)的模型,并(bing)通(tong)過(guo)(guo)設計前(qian)饋補償和(he)(he)反(fan)饋校(xiao)正,使(shi)系統(tong)穩定運行,并(bing)使(shi)輸(shu)出達到期望(wang)值。這(zhe)通(tong)常(chang)被認為(wei)是(shi)以控(kong)制(zhi)為(wei)基礎的自動化(hua)設備的代(dai)理論(lun)。
自(zi)(zi)動化技(ji)術廣泛(fan)用于工(gong)業、農業、軍事、科學研究(jiu)、交通運輸、商業、醫療、服務和家(jia)庭等方面。采用自(zi)(zi)動化技(ji)術不(bu)僅可(ke)以(yi)把人(ren)從繁重的(de)體力勞(lao)(lao)動、部分腦力勞(lao)(lao)動以(yi)及(ji)惡(e)劣、危險(xian)的(de)工(gong)作環境中解(jie)放出(chu)來(lai),而且(qie)能(neng)擴展人(ren)的(de)器(qi)官(guan)功能(neng),極大地提高(gao)勞(lao)(lao)動生產率(lv),增強人(ren)類認識世界和改造世界的(de)能(neng)力。
自(zi)動化系統中的(de)大型成套設(she)備(bei),又(you)稱自(zi)動化裝置。機器或(huo)(huo)裝置在無人干預(yu)的(de)情況下按規定的(de)程序或(huo)(huo)指令自(zi)動進(jin)行操作或(huo)(huo)控制的(de)過程。因(yin)此,自(zi)動化是工業、農業、國防和科學技術現代化的(de)重要條件和顯著標志
20世紀60年(nian)代(dai),隨著航(hang)(hang)天(tian)航(hang)(hang)空(kong)事業的(de)(de)(de)發展,出現(xian)(xian)(xian)了以狀態(tai)空(kong)間法為基(ji)礎的(de)(de)(de)現(xian)(xian)(xian)代(dai)控(kong)制(zhi)理論,這一(yi)理論通過深(shen)入到(dao)對系(xi)統(tong)(tong)內部狀態(tai)的(de)(de)(de)描述,從信息層(ceng)面上(shang)(shang)更深(shen)刻地刻劃了系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)特征(zheng),在此基(ji)礎上(shang)(shang)發展起來的(de)(de)(de)狀態(tai)空(kong)間設(she)計(ji)方法不僅可以處理多變量(liang)系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)問題(ti),而(er)且在控(kong)制(zhi)中開始滲入優(you)化的(de)(de)(de)概(gai)念(nian),為實現(xian)(xian)(xian)高質(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)自動化提供了有力的(de)(de)(de)手段。在此期間,自動控(kong)制(zhi)的(de)(de)(de)理論和應(ying)用得到(dao)了蓬勃發展,系(xi)統(tong)(tong)辨識、自適(shi)應(ying)等新(xin)理論和新(xin)思想不斷(duan)涌現(xian)(xian)(xian),并(bing)在航(hang)(hang)天(tian)航(hang)(hang)空(kong)、工業、工程領域得到(dao)了廣泛的(de)(de)(de)應(ying)用。
20世紀70年代以來(lai),隨著(zhu)(zhu)計算(suan)機(ji)技術(shu)(shu)的(de)(de)發展(zhan)和普及,人(ren)們(men)處理(li)復雜信息(xi)加工(gong)(gong)(gong)的(de)(de)能(neng)力(li)(li)得到(dao)了(le)(le)顯著(zhu)(zhu)加強(qiang),從而有(you)力(li)(li)地推動(dong)了(le)(le)自動(dong)化(hua)技術(shu)(shu)的(de)(de)全方位發展(zhan),其(qi)最主要的(de)(de)應用(yong)領(ling)域(yu)是:以計算(suan)機(ji)控(kong)制(zhi)(zhi)為(wei)代表(biao)的(de)(de)工(gong)(gong)(gong)業過(guo)程控(kong)制(zhi)(zhi)和工(gong)(gong)(gong)業機(ji)器人(ren),以計算(suan)機(ji)集成(cheng)信息(xi)處理(li)為(wei)代表(biao)的(de)(de)制(zhi)(zhi)造系統CIMS。在此期間,由于信息(xi)處理(li)能(neng)力(li)(li)的(de)(de)加強(qiang),解決高維大系統控(kong)制(zhi)(zhi)、優化(hua)問題(ti)的(de)(de)大系統理(li)論(lun)(lun)、解決帶有(you)不確(que)定性控(kong)制(zhi)(zhi)問題(ti)的(de)(de)魯棒、自適應控(kong)制(zhi)(zhi)理(li)論(lun)(lun)、解決難以數學建模系統控(kong)制(zhi)(zhi)問題(ti)的(de)(de)智能(neng)控(kong)制(zhi)(zhi)理(li)論(lun)(lun)等(deng)都成(cheng)為(wei)自動(dong)化(hua)研(yan)究領(ling)域(yu)中新(xin)的(de)(de)熱點,并(bing)迅即在各(ge)領(ling)域(yu)中得到(dao)了(le)(le)應用(yong)。