自動(dong)化(hua)(hua)科(ke)學(xue)和(he)技術的(de)(de)(de)發展,大致經歷(li)了(le)這(zhe)樣幾個(ge)階(jie)段,20世紀(ji)40年代出現(xian)的(de)(de)(de)經典控制理論(lun),為(wei)(wei)自動(dong)化(hua)(hua)學(xue)科(ke)奠定了(le)理論(lun)基礎。它以系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)(de)頻(pin)率域描述和(he)分析設(she)計方(fang)法為(wei)(wei)基礎,通過對系(xi)(xi)統(tong)輸入輸出的(de)(de)(de)頻(pin)域測試,建立(li)系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)(de)模型,并通過設(she)計前饋(kui)補(bu)償和(he)反饋(kui)校正(zheng),使系(xi)(xi)統(tong)穩定運(yun)行,并使輸出達到(dao)期望值。這(zhe)通常被認為(wei)(wei)是(shi)以控制為(wei)(wei)基礎的(de)(de)(de)自動(dong)化(hua)(hua)設(she)備的(de)(de)(de)代理論(lun)。
自動(dong)化技術廣泛用于工業(ye)、農(nong)業(ye)、軍事、科學研究(jiu)、交通(tong)運(yun)輸、商業(ye)、醫療、服(fu)務和家(jia)庭等(deng)方(fang)面。采用自動(dong)化技術不僅可以(yi)把人(ren)(ren)(ren)從繁重的體力(li)勞動(dong)、部分腦力(li)勞動(dong)以(yi)及惡(e)劣(lie)、危(wei)險的工作環境中解(jie)放出來,而且(qie)能(neng)擴展人(ren)(ren)(ren)的器(qi)官功能(neng),極大地提高勞動(dong)生產率,增(zeng)強人(ren)(ren)(ren)類認識世(shi)界(jie)和改造世(shi)界(jie)的能(neng)力(li)。
自動化(hua)系統中的(de)大(da)型成套設備,又稱自動化(hua)裝(zhuang)置(zhi)。機器或(huo)裝(zhuang)置(zhi)在無(wu)人干預的(de)情況(kuang)下(xia)按(an)規(gui)定的(de)程序或(huo)指令自動進行操(cao)作或(huo)控制的(de)過程。因(yin)此,自動化(hua)是工業(ye)、農業(ye)、國防(fang)和科學技術現代(dai)化(hua)的(de)重要(yao)條件和顯著標志(zhi)
20世紀(ji)60年代,隨(sui)著(zhu)航(hang)天航(hang)空(kong)事業的(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)(zhan),出(chu)現(xian)了以狀態空(kong)間法(fa)為基(ji)礎的(de)(de)(de)現(xian)代控(kong)制(zhi)理(li)(li)論,這(zhe)一理(li)(li)論通(tong)過深入到對系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)內部狀態的(de)(de)(de)描述,從信息層面上更深刻(ke)地刻(ke)劃了系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)特征,在此(ci)基(ji)礎上發(fa)展(zhan)(zhan)起(qi)來的(de)(de)(de)狀態空(kong)間設計方(fang)法(fa)不(bu)僅(jin)可以處理(li)(li)多變量(liang)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)問題,而且在控(kong)制(zhi)中開始(shi)滲入優(you)化的(de)(de)(de)概念(nian),為實(shi)現(xian)高(gao)質量(liang)的(de)(de)(de)自動(dong)(dong)化提供了有力的(de)(de)(de)手段。在此(ci)期間,自動(dong)(dong)控(kong)制(zhi)的(de)(de)(de)理(li)(li)論和應用得(de)到了蓬(peng)勃發(fa)展(zhan)(zhan),系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)辨識、自適(shi)應等新(xin)理(li)(li)論和新(xin)思(si)想(xiang)不(bu)斷涌(yong)現(xian),并在航(hang)天航(hang)空(kong)、工(gong)業、工(gong)程領域得(de)到了廣(guang)泛的(de)(de)(de)應用。
20世紀70年代以來,隨著計算機(ji)技(ji)術的發展和(he)(he)普及(ji),人(ren)們處(chu)(chu)理(li)復雜(za)信(xin)息加(jia)工(gong)的能力得到了(le)顯著加(jia)強,從(cong)而有力地(di)推動(dong)了(le)自(zi)動(dong)化(hua)技(ji)術的全方(fang)位發展,其最主要的應(ying)(ying)用(yong)領域(yu)是:以計算機(ji)控制(zhi)(zhi)為代表的工(gong)業(ye)過(guo)程控制(zhi)(zhi)和(he)(he)工(gong)業(ye)機(ji)器人(ren),以計算機(ji)集成信(xin)息處(chu)(chu)理(li)為代表的制(zhi)(zhi)造系統CIMS。在此期間,由于信(xin)息處(chu)(chu)理(li)能力的加(jia)強,解(jie)(jie)決(jue)高維大系統控制(zhi)(zhi)、優化(hua)問(wen)(wen)題(ti)的大系統理(li)論(lun)、解(jie)(jie)決(jue)帶有不確(que)定性控制(zhi)(zhi)問(wen)(wen)題(ti)的魯棒、自(zi)適(shi)應(ying)(ying)控制(zhi)(zhi)理(li)論(lun)、解(jie)(jie)決(jue)難以數學建模系統控制(zhi)(zhi)問(wen)(wen)題(ti)的智能控制(zhi)(zhi)理(li)論(lun)等(deng)都(dou)成為自(zi)動(dong)化(hua)研究領域(yu)中新的熱點,并迅即在各領域(yu)中得到了(le)應(ying)(ying)用(yong)。