自動(dong)化(hua)科(ke)學和(he)(he)技術的(de)發展,大致經歷了這(zhe)樣(yang)幾個階段,20世紀(ji)40年代出(chu)現的(de)經典控制(zhi)理論(lun),為(wei)自動(dong)化(hua)學科(ke)奠定了理論(lun)基礎(chu)。它以系統(tong)的(de)頻率域(yu)描(miao)述和(he)(he)分析設(she)計方(fang)法為(wei)基礎(chu),通過(guo)對系統(tong)輸(shu)入輸(shu)出(chu)的(de)頻域(yu)測試(shi),建立系統(tong)的(de)模型,并通過(guo)設(she)計前(qian)饋(kui)補償和(he)(he)反饋(kui)校(xiao)正(zheng),使系統(tong)穩定運行,并使輸(shu)出(chu)達到期望值。這(zhe)通常(chang)被認為(wei)是以控制(zhi)為(wei)基礎(chu)的(de)自動(dong)化(hua)設(she)備(bei)的(de)代理論(lun)。
自動化技術(shu)廣泛用(yong)(yong)于工業、農業、軍事、科學研究(jiu)、交通運(yun)輸、商(shang)業、醫療(liao)、服務(wu)和家庭等方(fang)面(mian)。采用(yong)(yong)自動化技術(shu)不僅可以(yi)把人從繁重的體(ti)力勞(lao)動、部分腦力勞(lao)動以(yi)及惡劣(lie)、危險的工作環境中解(jie)放出來,而且能擴展(zhan)人的器官功能,極大地提(ti)高勞(lao)動生(sheng)產率,增(zeng)強人類認識世界(jie)(jie)和改造世界(jie)(jie)的能力。
自(zi)動化(hua)系統中的(de)大型成套(tao)設(she)備,又稱(cheng)自(zi)動化(hua)裝置。機器或裝置在無人干預的(de)情況下(xia)按(an)規定的(de)程(cheng)序或指令自(zi)動進行(xing)操作或控制的(de)過(guo)程(cheng)。因此,自(zi)動化(hua)是工(gong)業(ye)、農(nong)業(ye)、國(guo)防和科(ke)學技術(shu)現代化(hua)的(de)重(zhong)要條件和顯(xian)著標志
20世紀60年代,隨著航天航空(kong)(kong)事業的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發展(zhan)(zhan),出(chu)現(xian)了(le)以狀態空(kong)(kong)間(jian)(jian)法為基(ji)礎的(de)(de)(de)(de)(de)(de)現(xian)代控(kong)制理(li)論(lun),這一理(li)論(lun)通過深入到對系統(tong)(tong)內(nei)部狀態的(de)(de)(de)(de)(de)(de)描述(shu),從(cong)信(xin)息層面上更(geng)深刻地刻劃了(le)系統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特征,在此(ci)基(ji)礎上發展(zhan)(zhan)起(qi)來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)狀態空(kong)(kong)間(jian)(jian)設計方法不僅(jin)可以處(chu)理(li)多變量系統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)控(kong)制問題(ti),而且(qie)在控(kong)制中開始滲入優化的(de)(de)(de)(de)(de)(de)概念(nian),為實(shi)現(xian)高(gao)質(zhi)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)自動化提供了(le)有(you)力的(de)(de)(de)(de)(de)(de)手段。在此(ci)期(qi)間(jian)(jian),自動控(kong)制的(de)(de)(de)(de)(de)(de)理(li)論(lun)和應用(yong)得到了(le)蓬勃發展(zhan)(zhan),系統(tong)(tong)辨識、自適應等新(xin)理(li)論(lun)和新(xin)思想不斷(duan)涌(yong)現(xian),并在航天航空(kong)(kong)、工(gong)(gong)業、工(gong)(gong)程領(ling)域得到了(le)廣泛的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)。
20世紀70年代以來,隨著(zhu)計(ji)算(suan)機(ji)技術的(de)(de)(de)發展(zhan)和普(pu)及,人(ren)們處理(li)(li)復雜信(xin)息加工的(de)(de)(de)能(neng)力得到了(le)顯著(zhu)加強,從而有力地推動了(le)自動化(hua)技術的(de)(de)(de)全方(fang)位發展(zhan),其最主(zhu)要的(de)(de)(de)應用領域是:以計(ji)算(suan)機(ji)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)為代表的(de)(de)(de)工業過程控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)和工業機(ji)器人(ren),以計(ji)算(suan)機(ji)集成信(xin)息處理(li)(li)為代表的(de)(de)(de)制(zhi)(zhi)(zhi)造系(xi)(xi)統(tong)CIMS。在此期(qi)間,由(you)于信(xin)息處理(li)(li)能(neng)力的(de)(de)(de)加強,解決高維大系(xi)(xi)統(tong)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)、優化(hua)問題(ti)(ti)的(de)(de)(de)大系(xi)(xi)統(tong)理(li)(li)論、解決帶有不確定(ding)性控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)問題(ti)(ti)的(de)(de)(de)魯棒(bang)、自適應控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)理(li)(li)論、解決難以數學建模系(xi)(xi)統(tong)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)問題(ti)(ti)的(de)(de)(de)智能(neng)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)理(li)(li)論等都成為自動化(hua)研究領域中新(xin)的(de)(de)(de)熱點,并迅即在各(ge)領域中得到了(le)應用。