自動(dong)化(hua)科學和(he)技術的發展,大(da)致經歷了(le)這樣幾個階段,20世紀40年代(dai)出(chu)現的經典控(kong)制理(li)論,為自動(dong)化(hua)學科奠定了(le)理(li)論基礎。它以系統(tong)的頻率域(yu)描(miao)述和(he)分析設(she)計方法(fa)為基礎,通(tong)過對系統(tong)輸入輸出(chu)的頻域(yu)測試,建立(li)系統(tong)的模型,并(bing)通(tong)過設(she)計前饋補償和(he)反饋校(xiao)正,使(shi)系統(tong)穩定運行(xing),并(bing)使(shi)輸出(chu)達到期望值。這通(tong)常(chang)被認(ren)為是以控(kong)制為基礎的自動(dong)化(hua)設(she)備(bei)的代(dai)理(li)論。
自(zi)動(dong)化(hua)技(ji)術廣(guang)泛用(yong)于工(gong)業(ye)、農業(ye)、軍事(shi)、科(ke)學研(yan)究、交(jiao)通運輸、商(shang)業(ye)、醫療、服務和家庭等方(fang)面。采用(yong)自(zi)動(dong)化(hua)技(ji)術不僅可以(yi)(yi)把人(ren)從繁重的(de)體力勞(lao)動(dong)、部分腦力勞(lao)動(dong)以(yi)(yi)及惡劣(lie)、危險的(de)工(gong)作環境中(zhong)解(jie)放出來,而且能擴展人(ren)的(de)器官功能,極(ji)大地提高勞(lao)動(dong)生產率,增(zeng)強人(ren)類認(ren)識世界和改造世界的(de)能力。
自(zi)(zi)(zi)動化系統中的大型成套(tao)設備,又稱自(zi)(zi)(zi)動化裝(zhuang)置(zhi)。機器或裝(zhuang)置(zhi)在無人干預的情(qing)況下按規定的程(cheng)序或指(zhi)令自(zi)(zi)(zi)動進行(xing)操(cao)作(zuo)或控制的過程(cheng)。因此(ci),自(zi)(zi)(zi)動化是(shi)工業、農(nong)業、國防(fang)和科(ke)學技術(shu)現代(dai)化的重要條件和顯著(zhu)標志(zhi)
20世紀60年代(dai),隨(sui)著航天航空(kong)事業(ye)的(de)(de)發(fa)展,出現(xian)了(le)以(yi)狀(zhuang)態空(kong)間法(fa)為基礎的(de)(de)現(xian)代(dai)控制理(li)論(lun),這一理(li)論(lun)通(tong)過深入(ru)到(dao)對(dui)系(xi)統內部狀(zhuang)態的(de)(de)描述,從(cong)信息層面上(shang)(shang)更深刻(ke)地刻(ke)劃了(le)系(xi)統的(de)(de)特征(zheng),在此(ci)基礎上(shang)(shang)發(fa)展起來的(de)(de)狀(zhuang)態空(kong)間設計方法(fa)不(bu)僅可以(yi)處理(li)多變量系(xi)統的(de)(de)控制問(wen)題(ti),而(er)且在控制中開始滲入(ru)優化的(de)(de)概念(nian),為實現(xian)高質(zhi)量的(de)(de)自(zi)(zi)動化提供了(le)有力的(de)(de)手段。在此(ci)期間,自(zi)(zi)動控制的(de)(de)理(li)論(lun)和應用(yong)得(de)到(dao)了(le)蓬(peng)勃發(fa)展,系(xi)統辨識、自(zi)(zi)適應等新理(li)論(lun)和新思想不(bu)斷涌現(xian),并在航天航空(kong)、工(gong)業(ye)、工(gong)程領域得(de)到(dao)了(le)廣泛的(de)(de)應用(yong)。
20世紀70年(nian)代(dai)以(yi)來,隨著計(ji)算(suan)機(ji)(ji)(ji)技(ji)術的(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)和(he)普及(ji),人們(men)處理復雜信息(xi)加工(gong)的(de)(de)(de)能(neng)力得到(dao)了顯著加強,從而有(you)力地推動(dong)了自(zi)動(dong)化技(ji)術的(de)(de)(de)全(quan)方位發(fa)展(zhan),其最主(zhu)要的(de)(de)(de)應用領域是(shi):以(yi)計(ji)算(suan)機(ji)(ji)(ji)控(kong)制(zhi)為(wei)代(dai)表的(de)(de)(de)工(gong)業過程控(kong)制(zhi)和(he)工(gong)業機(ji)(ji)(ji)器人,以(yi)計(ji)算(suan)機(ji)(ji)(ji)集成(cheng)信息(xi)處理為(wei)代(dai)表的(de)(de)(de)制(zhi)造系統CIMS。在此期間,由于(yu)信息(xi)處理能(neng)力的(de)(de)(de)加強,解(jie)決高維大(da)系統控(kong)制(zhi)、優(you)化問(wen)(wen)題(ti)的(de)(de)(de)大(da)系統理論、解(jie)決帶有(you)不確定性(xing)控(kong)制(zhi)問(wen)(wen)題(ti)的(de)(de)(de)魯(lu)棒、自(zi)適應控(kong)制(zhi)理論、解(jie)決難以(yi)數學建模系統控(kong)制(zhi)問(wen)(wen)題(ti)的(de)(de)(de)智能(neng)控(kong)制(zhi)理論等都成(cheng)為(wei)自(zi)動(dong)化研(yan)究領域中新的(de)(de)(de)熱(re)點,并迅即在各領域中得到(dao)了應用。