自動化(hua)科(ke)學和技術的(de)(de)發展,大致經(jing)歷了(le)這(zhe)樣(yang)幾個階段,20世紀40年代(dai)出現(xian)的(de)(de)經(jing)典控制理論(lun),為自動化(hua)學科(ke)奠定了(le)理論(lun)基礎(chu)。它以系(xi)統(tong)的(de)(de)頻率域(yu)描述和分析設(she)計方法為基礎(chu),通過對系(xi)統(tong)輸入輸出的(de)(de)頻域(yu)測試,建立系(xi)統(tong)的(de)(de)模(mo)型,并通過設(she)計前饋(kui)補償和反饋(kui)校(xiao)正(zheng),使(shi)(shi)系(xi)統(tong)穩定運行,并使(shi)(shi)輸出達到期望值。這(zhe)通常被認(ren)為是以控制為基礎(chu)的(de)(de)自動化(hua)設(she)備的(de)(de)代(dai)理論(lun)。
自動化技(ji)術廣泛用于工業(ye)(ye)、農業(ye)(ye)、軍事(shi)、科學研究、交通運(yun)輸、商(shang)業(ye)(ye)、醫療、服(fu)務和(he)家(jia)庭等方面(mian)。采用自動化技(ji)術不僅可(ke)以(yi)把人從繁重的體力勞(lao)動、部(bu)分腦力勞(lao)動以(yi)及(ji)惡(e)劣、危險的工作環境中解放出來,而且(qie)能(neng)擴展人的器官功能(neng),極大地提高勞(lao)動生產率,增強人類(lei)認(ren)識世界和(he)改(gai)造世界的能(neng)力。
自動化(hua)(hua)系統(tong)中的大(da)型(xing)成套設備,又稱自動化(hua)(hua)裝(zhuang)(zhuang)置。機器或(huo)裝(zhuang)(zhuang)置在(zai)無(wu)人(ren)干預(yu)的情況下按規定(ding)的程序或(huo)指令自動進(jin)行操作(zuo)或(huo)控制(zhi)的過程。因此,自動化(hua)(hua)是工業、農業、國防和(he)科學(xue)技(ji)術現代化(hua)(hua)的重要(yao)條件(jian)和(he)顯著標志
20世紀60年代,隨著航(hang)天航(hang)空事(shi)業的發(fa)(fa)展,出現(xian)了(le)(le)以(yi)狀(zhuang)態空間法為(wei)基礎的現(xian)代控(kong)制(zhi)理(li)(li)論(lun),這一理(li)(li)論(lun)通過深(shen)入到(dao)(dao)對系(xi)統(tong)內部(bu)狀(zhuang)態的描述,從信(xin)息層面(mian)上更深(shen)刻地刻劃了(le)(le)系(xi)統(tong)的特征,在(zai)(zai)此基礎上發(fa)(fa)展起(qi)來的狀(zhuang)態空間設計(ji)方法不僅可(ke)以(yi)處理(li)(li)多變(bian)量系(xi)統(tong)的控(kong)制(zhi)問題,而且在(zai)(zai)控(kong)制(zhi)中開始滲入優化的概念,為(wei)實現(xian)高質量的自(zi)動化提供(gong)了(le)(le)有(you)力的手(shou)段。在(zai)(zai)此期間,自(zi)動控(kong)制(zhi)的理(li)(li)論(lun)和應(ying)用(yong)得到(dao)(dao)了(le)(le)蓬勃(bo)發(fa)(fa)展,系(xi)統(tong)辨(bian)識、自(zi)適應(ying)等新理(li)(li)論(lun)和新思(si)想不斷涌現(xian),并(bing)在(zai)(zai)航(hang)天航(hang)空、工業、工程領域(yu)得到(dao)(dao)了(le)(le)廣泛的應(ying)用(yong)。
20世紀70年代以(yi)來,隨著(zhu)計(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)技術的(de)(de)發(fa)展和普及,人(ren)們處(chu)理復雜(za)信息(xi)加(jia)工的(de)(de)能力得(de)到了(le)(le)顯著(zhu)加(jia)強,從而(er)有(you)力地推(tui)動了(le)(le)自動化(hua)技術的(de)(de)全方位發(fa)展,其(qi)最主(zhu)要的(de)(de)應(ying)用領域是:以(yi)計(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)控(kong)制(zhi)為代表(biao)的(de)(de)工業(ye)(ye)過程控(kong)制(zhi)和工業(ye)(ye)機(ji)器人(ren),以(yi)計(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)集成信息(xi)處(chu)理為代表(biao)的(de)(de)制(zhi)造系統CIMS。在此期間(jian),由于信息(xi)處(chu)理能力的(de)(de)加(jia)強,解決高維大系統控(kong)制(zhi)、優化(hua)問(wen)題(ti)(ti)的(de)(de)大系統理論、解決帶有(you)不(bu)確定(ding)性控(kong)制(zhi)問(wen)題(ti)(ti)的(de)(de)魯棒、自適應(ying)控(kong)制(zhi)理論、解決難以(yi)數學建模系統控(kong)制(zhi)問(wen)題(ti)(ti)的(de)(de)智能控(kong)制(zhi)理論等都成為自動化(hua)研究領域中新的(de)(de)熱點,并迅即在各領域中得(de)到了(le)(le)應(ying)用。