自動化(hua)科(ke)學和(he)技術(shu)的(de)發展,大致經(jing)歷(li)了(le)這樣幾個階(jie)段,20世紀40年(nian)代出(chu)現的(de)經(jing)典控(kong)制(zhi)(zhi)理論,為自動化(hua)學科(ke)奠(dian)定(ding)了(le)理論基礎(chu)。它以(yi)系(xi)統(tong)的(de)頻(pin)率域(yu)描述和(he)分析設計方法為基礎(chu),通(tong)過對系(xi)統(tong)輸(shu)入(ru)輸(shu)出(chu)的(de)頻(pin)域(yu)測(ce)試(shi),建立系(xi)統(tong)的(de)模型,并(bing)通(tong)過設計前(qian)饋補償(chang)和(he)反饋校(xiao)正,使系(xi)統(tong)穩定(ding)運(yun)行,并(bing)使輸(shu)出(chu)達到期望值。這通(tong)常被認為是以(yi)控(kong)制(zhi)(zhi)為基礎(chu)的(de)自動化(hua)設備的(de)代理論。
自(zi)動(dong)(dong)化技術廣泛用于工業、農業、軍事(shi)、科學研究、交通運輸、商業、醫療、服務和家庭(ting)等方面。采用自(zi)動(dong)(dong)化技術不僅可以(yi)把人從繁(fan)重的(de)體力(li)(li)勞(lao)動(dong)(dong)、部分腦力(li)(li)勞(lao)動(dong)(dong)以(yi)及惡劣、危險(xian)的(de)工作環(huan)境(jing)中(zhong)解(jie)放(fang)出來(lai),而(er)且能擴(kuo)展人的(de)器官(guan)功能,極大地提(ti)高(gao)勞(lao)動(dong)(dong)生產率,增強人類認識(shi)世界(jie)和改(gai)造世界(jie)的(de)能力(li)(li)。
自動化系(xi)統中的大(da)型成套設備,又稱自動化裝置。機器或(huo)裝置在無人干預的情況下按規定(ding)的程(cheng)序或(huo)指令自動進行操作或(huo)控制(zhi)的過程(cheng)。因(yin)此(ci),自動化是(shi)工業(ye)、農業(ye)、國防和科學技術現(xian)代化的重要(yao)條(tiao)件和顯(xian)著(zhu)標志
20世紀60年代,隨著(zhu)航天(tian)航空(kong)(kong)事業(ye)的(de)(de)(de)發(fa)展,出(chu)現(xian)了(le)以狀態(tai)空(kong)(kong)間(jian)法為(wei)基礎的(de)(de)(de)現(xian)代控制理(li)(li)(li)論(lun),這一(yi)理(li)(li)(li)論(lun)通(tong)過深入(ru)到(dao)(dao)對系統(tong)內部狀態(tai)的(de)(de)(de)描述,從(cong)信(xin)息(xi)層面(mian)上(shang)更(geng)深刻地刻劃了(le)系統(tong)的(de)(de)(de)特征,在此(ci)基礎上(shang)發(fa)展起來的(de)(de)(de)狀態(tai)空(kong)(kong)間(jian)設計方(fang)法不(bu)僅可以處理(li)(li)(li)多變量(liang)系統(tong)的(de)(de)(de)控制問(wen)題(ti),而且在控制中開始滲入(ru)優化(hua)的(de)(de)(de)概(gai)念,為(wei)實(shi)現(xian)高質量(liang)的(de)(de)(de)自動化(hua)提供(gong)了(le)有力的(de)(de)(de)手段(duan)。在此(ci)期間(jian),自動控制的(de)(de)(de)理(li)(li)(li)論(lun)和(he)(he)應(ying)用得(de)到(dao)(dao)了(le)蓬勃發(fa)展,系統(tong)辨識、自適應(ying)等新理(li)(li)(li)論(lun)和(he)(he)新思想不(bu)斷(duan)涌現(xian),并在航天(tian)航空(kong)(kong)、工業(ye)、工程領域得(de)到(dao)(dao)了(le)廣泛的(de)(de)(de)應(ying)用。
20世紀70年代以(yi)來,隨著計算機(ji)技(ji)術(shu)(shu)的(de)發(fa)(fa)展和普及,人們處理復雜信息加工的(de)能力(li)得(de)到(dao)(dao)了(le)(le)顯著加強(qiang),從而有力(li)地推動了(le)(le)自動化(hua)技(ji)術(shu)(shu)的(de)全方位發(fa)(fa)展,其最主(zhu)要的(de)應用領域是:以(yi)計算機(ji)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)為代表(biao)(biao)的(de)工業過程控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)和工業機(ji)器人,以(yi)計算機(ji)集成信息處理為代表(biao)(biao)的(de)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造系(xi)統(tong)CIMS。在此期間,由于(yu)信息處理能力(li)的(de)加強(qiang),解決(jue)高維大系(xi)統(tong)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、優化(hua)問題的(de)大系(xi)統(tong)理論(lun)(lun)、解決(jue)帶有不確定(ding)性(xing)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)問題的(de)魯棒、自適(shi)應控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)理論(lun)(lun)、解決(jue)難(nan)以(yi)數學建模系(xi)統(tong)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)問題的(de)智能控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)理論(lun)(lun)等都成為自動化(hua)研究領域中新的(de)熱點,并迅(xun)即(ji)在各領域中得(de)到(dao)(dao)了(le)(le)應用。