自動(dong)化科(ke)學(xue)和(he)技術的(de)發展,大(da)致經歷了這樣幾個(ge)階(jie)段(duan),20世紀(ji)40年代出現的(de)經典控制理論,為自動(dong)化學(xue)科(ke)奠定了理論基礎(chu)。它以系(xi)(xi)統(tong)的(de)頻率域描述和(he)分析(xi)設計方(fang)法(fa)為基礎(chu),通過(guo)對系(xi)(xi)統(tong)輸入輸出的(de)頻域測試,建立系(xi)(xi)統(tong)的(de)模型,并通過(guo)設計前饋補償和(he)反饋校正,使系(xi)(xi)統(tong)穩(wen)定運行,并使輸出達到期(qi)望值。這通常被認(ren)為是以控制為基礎(chu)的(de)自動(dong)化設備的(de)代理論。
自動化技術廣泛用于工業、農業、軍事、科學研究(jiu)、交通(tong)運輸、商業、醫療、服務和家庭等方面。采用自動化技術不僅可(ke)以把人(ren)從繁重的(de)(de)體力勞動、部分腦(nao)力勞動以及惡劣、危險的(de)(de)工作環境(jing)中解放出(chu)來,而且能擴展(zhan)人(ren)的(de)(de)器官功能,極大地提高勞動生(sheng)產(chan)率,增強人(ren)類認(ren)識(shi)世界和改(gai)造世界的(de)(de)能力。
自(zi)動化(hua)系(xi)統中的(de)(de)大型成(cheng)套設備,又稱自(zi)動化(hua)裝置。機(ji)器或(huo)(huo)裝置在無人干預(yu)的(de)(de)情況下按規定的(de)(de)程序或(huo)(huo)指(zhi)令自(zi)動進行操作或(huo)(huo)控制的(de)(de)過程。因(yin)此,自(zi)動化(hua)是(shi)工業、農(nong)業、國防和科學技術現代(dai)化(hua)的(de)(de)重要條件和顯著(zhu)標志
20世(shi)紀60年代,隨著(zhu)航天(tian)航空事(shi)業(ye)的(de)(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)(zhan),出現(xian)(xian)了以(yi)狀(zhuang)態空間(jian)法(fa)為基礎的(de)(de)(de)(de)現(xian)(xian)代控制(zhi)理論,這一理論通過深入(ru)到(dao)對(dui)系(xi)統(tong)內部(bu)狀(zhuang)態的(de)(de)(de)(de)描述(shu),從信息層面上更(geng)深刻地刻劃了系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)特征,在此基礎上發(fa)展(zhan)(zhan)起來的(de)(de)(de)(de)狀(zhuang)態空間(jian)設計方法(fa)不(bu)僅可以(yi)處理多(duo)變(bian)量(liang)系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)控制(zhi)問題,而且在控制(zhi)中開始滲入(ru)優化的(de)(de)(de)(de)概(gai)念,為實現(xian)(xian)高質量(liang)的(de)(de)(de)(de)自(zi)動化提供了有(you)力的(de)(de)(de)(de)手段。在此期間(jian),自(zi)動控制(zhi)的(de)(de)(de)(de)理論和應(ying)用得到(dao)了蓬(peng)勃發(fa)展(zhan)(zhan),系(xi)統(tong)辨(bian)識、自(zi)適應(ying)等新(xin)理論和新(xin)思(si)想不(bu)斷涌現(xian)(xian),并在航天(tian)航空、工業(ye)、工程領域得到(dao)了廣泛的(de)(de)(de)(de)應(ying)用。
20世紀70年代(dai)以(yi)來,隨著計(ji)算(suan)機技術(shu)的(de)(de)發展(zhan)和(he)普及,人們處(chu)理(li)復(fu)雜信息(xi)加(jia)工的(de)(de)能力(li)(li)得(de)到了顯(xian)著加(jia)強(qiang),從而有(you)力(li)(li)地推(tui)動(dong)了自動(dong)化技術(shu)的(de)(de)全方位發展(zhan),其最主要的(de)(de)應(ying)用領(ling)域是(shi):以(yi)計(ji)算(suan)機控(kong)(kong)(kong)(kong)制為(wei)代(dai)表的(de)(de)工業過程(cheng)控(kong)(kong)(kong)(kong)制和(he)工業機器人,以(yi)計(ji)算(suan)機集成(cheng)信息(xi)處(chu)理(li)為(wei)代(dai)表的(de)(de)制造系(xi)統(tong)CIMS。在(zai)此期間,由于信息(xi)處(chu)理(li)能力(li)(li)的(de)(de)加(jia)強(qiang),解(jie)決高維(wei)大系(xi)統(tong)控(kong)(kong)(kong)(kong)制、優(you)化問(wen)(wen)題(ti)的(de)(de)大系(xi)統(tong)理(li)論(lun)、解(jie)決帶有(you)不確(que)定性(xing)控(kong)(kong)(kong)(kong)制問(wen)(wen)題(ti)的(de)(de)魯(lu)棒(bang)、自適應(ying)控(kong)(kong)(kong)(kong)制理(li)論(lun)、解(jie)決難以(yi)數學建模系(xi)統(tong)控(kong)(kong)(kong)(kong)制問(wen)(wen)題(ti)的(de)(de)智能控(kong)(kong)(kong)(kong)制理(li)論(lun)等(deng)都成(cheng)為(wei)自動(dong)化研究領(ling)域中新的(de)(de)熱點,并迅即在(zai)各(ge)領(ling)域中得(de)到了應(ying)用。