自(zi)動(dong)化科學和技術的(de)發展,大致經歷了(le)這樣(yang)幾個(ge)階(jie)段,20世紀40年(nian)代(dai)出(chu)現(xian)的(de)經典控制理(li)(li)論(lun),為自(zi)動(dong)化學科奠(dian)定(ding)了(le)理(li)(li)論(lun)基(ji)礎。它以系(xi)統(tong)的(de)頻(pin)率域描(miao)述和分析設計方法為基(ji)礎,通過對系(xi)統(tong)輸(shu)入輸(shu)出(chu)的(de)頻(pin)域測試,建立(li)系(xi)統(tong)的(de)模(mo)型,并通過設計前饋補償和反饋校正,使(shi)系(xi)統(tong)穩定(ding)運行,并使(shi)輸(shu)出(chu)達到期望值(zhi)。這通常被認為是以控制為基(ji)礎的(de)自(zi)動(dong)化設備(bei)的(de)代(dai)理(li)(li)論(lun)。
自(zi)動(dong)化技術廣泛用于工業(ye)、農業(ye)、軍事、科學(xue)研(yan)究、交通運輸、商(shang)業(ye)、醫療、服(fu)務和(he)家庭(ting)等方面。采用自(zi)動(dong)化技術不僅可以(yi)(yi)把人(ren)從繁重的(de)(de)體(ti)力勞動(dong)、部分腦力勞動(dong)以(yi)(yi)及惡劣、危險(xian)的(de)(de)工作環境中(zhong)解(jie)放出(chu)來,而且能(neng)擴展(zhan)人(ren)的(de)(de)器官功能(neng),極大地(di)提高勞動(dong)生產率,增強人(ren)類認識世界(jie)和(he)改造世界(jie)的(de)(de)能(neng)力。
自動(dong)化系統(tong)中(zhong)的(de)(de)大型(xing)成套設備,又稱自動(dong)化裝置。機器或裝置在無(wu)人干預的(de)(de)情況下按規定的(de)(de)程(cheng)序或指令自動(dong)進行操作或控制(zhi)的(de)(de)過程(cheng)。因此,自動(dong)化是(shi)工業、農業、國防(fang)和科學技術現代(dai)化的(de)(de)重要條件和顯著(zhu)標志(zhi)
20世紀(ji)60年代,隨著航(hang)(hang)天航(hang)(hang)空(kong)事(shi)業的(de)發(fa)展,出現(xian)(xian)了以狀(zhuang)態空(kong)間(jian)法為(wei)基礎的(de)現(xian)(xian)代控制(zhi)理(li)(li)論(lun),這一理(li)(li)論(lun)通過深入(ru)到(dao)對系統(tong)內部狀(zhuang)態的(de)描述(shu),從信息層面上(shang)更深刻地刻劃了系統(tong)的(de)特征,在此基礎上(shang)發(fa)展起來的(de)狀(zhuang)態空(kong)間(jian)設(she)計(ji)方法不(bu)僅可以處(chu)理(li)(li)多變量系統(tong)的(de)控制(zhi)問題,而且在控制(zhi)中開始(shi)滲入(ru)優化的(de)概念,為(wei)實現(xian)(xian)高質量的(de)自(zi)動化提供(gong)了有力的(de)手(shou)段。在此期間(jian),自(zi)動控制(zhi)的(de)理(li)(li)論(lun)和應用得(de)(de)到(dao)了蓬勃發(fa)展,系統(tong)辨識、自(zi)適應等新理(li)(li)論(lun)和新思想不(bu)斷涌現(xian)(xian),并在航(hang)(hang)天航(hang)(hang)空(kong)、工業、工程領(ling)域得(de)(de)到(dao)了廣泛(fan)的(de)應用。
20世紀70年代以來,隨著計(ji)算(suan)機(ji)(ji)技術的(de)(de)發展和普及(ji),人們處理復(fu)雜信息(xi)加(jia)工(gong)的(de)(de)能(neng)力(li)得到(dao)(dao)了顯著加(jia)強,從而有力(li)地推動(dong)(dong)了自動(dong)(dong)化(hua)技術的(de)(de)全方位發展,其最主(zhu)要的(de)(de)應用領(ling)域(yu)是(shi):以計(ji)算(suan)機(ji)(ji)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)為代表的(de)(de)工(gong)業過程(cheng)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)和工(gong)業機(ji)(ji)器人,以計(ji)算(suan)機(ji)(ji)集(ji)成信息(xi)處理為代表的(de)(de)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造系(xi)統CIMS。在此(ci)期(qi)間(jian),由于信息(xi)處理能(neng)力(li)的(de)(de)加(jia)強,解(jie)決高維大系(xi)統控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、優化(hua)問題(ti)的(de)(de)大系(xi)統理論、解(jie)決帶有不確定性控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)問題(ti)的(de)(de)魯棒、自適(shi)應控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)理論、解(jie)決難以數學建模系(xi)統控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)問題(ti)的(de)(de)智能(neng)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)理論等(deng)都成為自動(dong)(dong)化(hua)研究領(ling)域(yu)中新的(de)(de)熱點(dian),并迅即在各領(ling)域(yu)中得到(dao)(dao)了應用。