自動(dong)化(hua)科(ke)學和(he)(he)技(ji)術的發展,大致經歷(li)了(le)這樣(yang)幾個階段,20世紀40年代出現的經典控(kong)制理論,為(wei)自動(dong)化(hua)學科(ke)奠(dian)定(ding)了(le)理論基礎。它(ta)以系統的頻率域描述和(he)(he)分析設(she)計(ji)(ji)方法為(wei)基礎,通(tong)過對系統輸入輸出的頻域測試(shi),建(jian)立系統的模(mo)型(xing),并通(tong)過設(she)計(ji)(ji)前饋補償和(he)(he)反饋校正(zheng),使系統穩定(ding)運行,并使輸出達到期望值(zhi)。這通(tong)常被認為(wei)是以控(kong)制為(wei)基礎的自動(dong)化(hua)設(she)備的代理論。
自動化(hua)技術廣泛用于(yu)工業(ye)、農業(ye)、軍事、科學研究、交通運輸(shu)、商業(ye)、醫療、服務和家庭等方(fang)面。采用自動化(hua)技術不僅可(ke)以把人(ren)從繁重的(de)體力(li)勞動、部分腦力(li)勞動以及惡劣(lie)、危險的(de)工作環境中解放出來,而且能擴(kuo)展人(ren)的(de)器官(guan)功能,極大地提高勞動生產率,增強人(ren)類認識世界和改(gai)造(zao)世界的(de)能力(li)。
自(zi)動(dong)化(hua)(hua)系統中的(de)大型成(cheng)套設備,又稱自(zi)動(dong)化(hua)(hua)裝(zhuang)置。機器或裝(zhuang)置在無人(ren)干預的(de)情(qing)況下(xia)按規定的(de)程(cheng)序或指(zhi)令(ling)自(zi)動(dong)進行操作或控制的(de)過程(cheng)。因此,自(zi)動(dong)化(hua)(hua)是(shi)工業(ye)、農業(ye)、國防和科(ke)學技術(shu)現代化(hua)(hua)的(de)重要條件和顯著標志(zhi)
20世紀60年代,隨(sui)著航(hang)天航(hang)空(kong)事業(ye)的(de)(de)(de)發(fa)展,出現了以(yi)狀態空(kong)間法(fa)(fa)為(wei)基礎(chu)(chu)的(de)(de)(de)現代控(kong)制(zhi)理論(lun),這一理論(lun)通過(guo)深入(ru)到(dao)對(dui)系統(tong)內部狀態的(de)(de)(de)描述(shu),從信息層面上更(geng)深刻地刻劃(hua)了系統(tong)的(de)(de)(de)特征(zheng),在此(ci)基礎(chu)(chu)上發(fa)展起(qi)來的(de)(de)(de)狀態空(kong)間設(she)計方法(fa)(fa)不僅可以(yi)處理多(duo)變量(liang)系統(tong)的(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)問題,而且在控(kong)制(zhi)中開始滲入(ru)優(you)化的(de)(de)(de)概念,為(wei)實(shi)現高質量(liang)的(de)(de)(de)自動(dong)(dong)化提供了有力(li)的(de)(de)(de)手段。在此(ci)期(qi)間,自動(dong)(dong)控(kong)制(zhi)的(de)(de)(de)理論(lun)和應用(yong)得到(dao)了蓬勃發(fa)展,系統(tong)辨識(shi)、自適應等新理論(lun)和新思想不斷涌現,并在航(hang)天航(hang)空(kong)、工業(ye)、工程領域得到(dao)了廣(guang)泛的(de)(de)(de)應用(yong)。
20世紀(ji)70年代(dai)以(yi)(yi)來(lai),隨著(zhu)計算機(ji)(ji)技術的(de)(de)發(fa)展和(he)普及,人(ren)們處理(li)(li)復雜信息(xi)(xi)加工(gong)的(de)(de)能(neng)(neng)力得到了(le)(le)顯著(zhu)加強,從(cong)而有力地(di)推(tui)動(dong)(dong)了(le)(le)自(zi)動(dong)(dong)化(hua)技術的(de)(de)全(quan)方位發(fa)展,其最主要的(de)(de)應(ying)用領(ling)域是(shi):以(yi)(yi)計算機(ji)(ji)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)為代(dai)表的(de)(de)工(gong)業(ye)過(guo)程控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)和(he)工(gong)業(ye)機(ji)(ji)器人(ren),以(yi)(yi)計算機(ji)(ji)集(ji)成(cheng)信息(xi)(xi)處理(li)(li)為代(dai)表的(de)(de)制(zhi)(zhi)(zhi)造系(xi)(xi)統(tong)CIMS。在(zai)此期(qi)間,由于信息(xi)(xi)處理(li)(li)能(neng)(neng)力的(de)(de)加強,解決高維大系(xi)(xi)統(tong)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)、優(you)化(hua)問題的(de)(de)大系(xi)(xi)統(tong)理(li)(li)論(lun)(lun)、解決帶有不確(que)定(ding)性控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)問題的(de)(de)魯(lu)棒、自(zi)適應(ying)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)理(li)(li)論(lun)(lun)、解決難以(yi)(yi)數學(xue)建模系(xi)(xi)統(tong)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)問題的(de)(de)智(zhi)能(neng)(neng)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)理(li)(li)論(lun)(lun)等都成(cheng)為自(zi)動(dong)(dong)化(hua)研(yan)究領(ling)域中(zhong)新的(de)(de)熱點(dian),并迅(xun)即(ji)在(zai)各領(ling)域中(zhong)得到了(le)(le)應(ying)用。