自動化(hua)(hua)科(ke)學和(he)(he)技(ji)術的(de)發展,大(da)致經(jing)歷了這(zhe)樣幾個(ge)階段,20世紀(ji)40年代出(chu)(chu)現的(de)經(jing)典控制理論(lun)(lun)(lun),為(wei)自動化(hua)(hua)學科(ke)奠(dian)定了理論(lun)(lun)(lun)基礎。它以系統(tong)(tong)的(de)頻(pin)率域描述和(he)(he)分析設(she)計(ji)方法為(wei)基礎,通(tong)過對系統(tong)(tong)輸(shu)入輸(shu)出(chu)(chu)的(de)頻(pin)域測試(shi),建立系統(tong)(tong)的(de)模(mo)型,并通(tong)過設(she)計(ji)前饋補(bu)償和(he)(he)反(fan)饋校(xiao)正,使系統(tong)(tong)穩(wen)定運(yun)行,并使輸(shu)出(chu)(chu)達(da)到期望值。這(zhe)通(tong)常被認為(wei)是以控制為(wei)基礎的(de)自動化(hua)(hua)設(she)備(bei)的(de)代理論(lun)(lun)(lun)。
自(zi)動(dong)化技術(shu)廣泛用(yong)(yong)于工(gong)業(ye)(ye)、農業(ye)(ye)、軍事、科(ke)學(xue)研究(jiu)、交(jiao)通運輸、商業(ye)(ye)、醫療、服(fu)務和家庭等方面。采用(yong)(yong)自(zi)動(dong)化技術(shu)不(bu)僅可以把人從繁重的(de)體力(li)勞動(dong)、部分(fen)腦力(li)勞動(dong)以及惡(e)劣、危險的(de)工(gong)作環境(jing)中解放(fang)出來,而且(qie)能擴展人的(de)器官(guan)功能,極大(da)地提(ti)高勞動(dong)生產率,增強人類認識世界和改造世界的(de)能力(li)。
自(zi)動(dong)化(hua)(hua)系統中(zhong)的大型成套設備,又稱自(zi)動(dong)化(hua)(hua)裝置。機器或裝置在無人干預的情況下按規定的程(cheng)序(xu)或指令自(zi)動(dong)進行(xing)操作或控制的過程(cheng)。因此,自(zi)動(dong)化(hua)(hua)是工業、農業、國防和(he)科學技(ji)術現代化(hua)(hua)的重要條(tiao)件(jian)和(he)顯著標志
20世(shi)紀(ji)60年(nian)代,隨著航(hang)(hang)天航(hang)(hang)空(kong)事(shi)業(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)展,出(chu)現了以狀(zhuang)態空(kong)間法為基礎(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)現代控(kong)(kong)制(zhi)理(li)(li)論(lun),這一(yi)理(li)(li)論(lun)通過深(shen)入(ru)到對系(xi)(xi)統內部狀(zhuang)態的(de)(de)(de)(de)(de)描述,從信息層面上更深(shen)刻(ke)地(di)刻(ke)劃了系(xi)(xi)統的(de)(de)(de)(de)(de)特征,在(zai)此(ci)基礎(chu)上發(fa)(fa)展起(qi)來的(de)(de)(de)(de)(de)狀(zhuang)態空(kong)間設計(ji)方法不僅(jin)可以處理(li)(li)多變量(liang)系(xi)(xi)統的(de)(de)(de)(de)(de)控(kong)(kong)制(zhi)問(wen)題,而且(qie)在(zai)控(kong)(kong)制(zhi)中開始滲入(ru)優化的(de)(de)(de)(de)(de)概念,為實現高質量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)自(zi)動化提供了有力的(de)(de)(de)(de)(de)手段。在(zai)此(ci)期間,自(zi)動控(kong)(kong)制(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)理(li)(li)論(lun)和(he)應(ying)用得(de)到了蓬勃發(fa)(fa)展,系(xi)(xi)統辨識、自(zi)適應(ying)等新(xin)理(li)(li)論(lun)和(he)新(xin)思(si)想不斷涌現,并在(zai)航(hang)(hang)天航(hang)(hang)空(kong)、工業(ye)、工程(cheng)領域得(de)到了廣(guang)泛的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用。
20世紀70年代(dai)(dai)以來,隨著計算(suan)機(ji)技術的(de)(de)(de)(de)發展(zhan)和(he)普及,人(ren)們處理(li)復雜信(xin)息加工的(de)(de)(de)(de)能力得到了顯著加強,從而有(you)力地推動(dong)(dong)(dong)了自動(dong)(dong)(dong)化技術的(de)(de)(de)(de)全方位發展(zhan),其最主要的(de)(de)(de)(de)應用領(ling)域(yu)(yu)(yu)是(shi):以計算(suan)機(ji)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)為代(dai)(dai)表的(de)(de)(de)(de)工業過程控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)和(he)工業機(ji)器人(ren),以計算(suan)機(ji)集成信(xin)息處理(li)為代(dai)(dai)表的(de)(de)(de)(de)制(zhi)(zhi)造系(xi)(xi)統CIMS。在此期間,由于信(xin)息處理(li)能力的(de)(de)(de)(de)加強,解決高維大系(xi)(xi)統控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)、優化問題的(de)(de)(de)(de)大系(xi)(xi)統理(li)論(lun)、解決帶有(you)不確定性控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)問題的(de)(de)(de)(de)魯棒、自適應控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)理(li)論(lun)、解決難以數學建(jian)模系(xi)(xi)統控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)問題的(de)(de)(de)(de)智能控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)理(li)論(lun)等都(dou)成為自動(dong)(dong)(dong)化研究領(ling)域(yu)(yu)(yu)中(zhong)新(xin)的(de)(de)(de)(de)熱點,并迅(xun)即在各(ge)領(ling)域(yu)(yu)(yu)中(zhong)得到了應用。