自動(dong)化科(ke)學和(he)技術的(de)發展,大致經(jing)歷了這樣幾個階(jie)段(duan),20世紀40年(nian)代出現的(de)經(jing)典控(kong)制理(li)論,為自動(dong)化學科(ke)奠定了理(li)論基(ji)礎(chu)。它以系統的(de)頻率域描述和(he)分析(xi)設(she)計(ji)(ji)方法(fa)為基(ji)礎(chu),通(tong)過對系統輸(shu)(shu)入輸(shu)(shu)出的(de)頻域測試,建立系統的(de)模型,并通(tong)過設(she)計(ji)(ji)前(qian)饋補償和(he)反饋校正,使系統穩定運行,并使輸(shu)(shu)出達到期望值。這通(tong)常被(bei)認為是以控(kong)制為基(ji)礎(chu)的(de)自動(dong)化設(she)備的(de)代理(li)論。
自動化技術(shu)廣泛用于工業(ye)、農(nong)業(ye)、軍事、科學(xue)研究、交通運輸、商(shang)業(ye)、醫療、服務和(he)家(jia)庭等(deng)方(fang)面。采用自動化技術(shu)不僅(jin)可以把人從繁重的體力勞(lao)(lao)動、部分腦力勞(lao)(lao)動以及惡劣、危險(xian)的工作環境中解放出來(lai),而(er)且能擴展人的器官功能,極大(da)地提高勞(lao)(lao)動生產率(lv),增強人類(lei)認(ren)識(shi)世(shi)(shi)界和(he)改造世(shi)(shi)界的能力。
自(zi)動化(hua)(hua)系統中的(de)(de)(de)大型成套(tao)設(she)備(bei),又稱自(zi)動化(hua)(hua)裝置。機器或裝置在無(wu)人干預的(de)(de)(de)情況下按規定的(de)(de)(de)程序(xu)或指令自(zi)動進行操作或控制(zhi)的(de)(de)(de)過(guo)程。因此,自(zi)動化(hua)(hua)是工業、農(nong)業、國防和(he)科(ke)學技術現代化(hua)(hua)的(de)(de)(de)重要條件(jian)和(he)顯(xian)著(zhu)標志
20世紀60年代,隨(sui)著航天航空(kong)事業(ye)的(de)(de)(de)發(fa)(fa)展(zhan),出現(xian)(xian)了(le)以(yi)狀(zhuang)態空(kong)間法為(wei)基(ji)礎的(de)(de)(de)現(xian)(xian)代控制理(li)論(lun)(lun),這一理(li)論(lun)(lun)通過(guo)深(shen)入(ru)到對(dui)系(xi)統(tong)(tong)(tong)內(nei)部狀(zhuang)態的(de)(de)(de)描述,從(cong)信(xin)息層面上更深(shen)刻(ke)地刻(ke)劃了(le)系(xi)統(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)特征,在(zai)此(ci)基(ji)礎上發(fa)(fa)展(zhan)起來的(de)(de)(de)狀(zhuang)態空(kong)間設計(ji)方法不(bu)僅可以(yi)處理(li)多變量系(xi)統(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)控制問題,而(er)且在(zai)控制中開始(shi)滲入(ru)優(you)化的(de)(de)(de)概念,為(wei)實現(xian)(xian)高(gao)質量的(de)(de)(de)自動化提供了(le)有力的(de)(de)(de)手段(duan)。在(zai)此(ci)期(qi)間,自動控制的(de)(de)(de)理(li)論(lun)(lun)和(he)應(ying)用得到了(le)蓬勃發(fa)(fa)展(zhan),系(xi)統(tong)(tong)(tong)辨識、自適應(ying)等新理(li)論(lun)(lun)和(he)新思想不(bu)斷涌現(xian)(xian),并(bing)在(zai)航天航空(kong)、工業(ye)、工程領(ling)域得到了(le)廣泛的(de)(de)(de)應(ying)用。
20世紀70年代以(yi)(yi)來,隨著(zhu)(zhu)計(ji)(ji)算機(ji)(ji)技(ji)術的(de)(de)(de)發展和普(pu)及,人們處(chu)理(li)(li)復(fu)雜信(xin)息(xi)加(jia)工(gong)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)力得到(dao)了顯著(zhu)(zhu)加(jia)強(qiang)(qiang),從而有力地(di)推動了自動化(hua)技(ji)術的(de)(de)(de)全(quan)方位發展,其最主要(yao)的(de)(de)(de)應(ying)(ying)用領域(yu)是:以(yi)(yi)計(ji)(ji)算機(ji)(ji)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)為代表的(de)(de)(de)工(gong)業過程控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)和工(gong)業機(ji)(ji)器人,以(yi)(yi)計(ji)(ji)算機(ji)(ji)集成信(xin)息(xi)處(chu)理(li)(li)為代表的(de)(de)(de)制(zhi)(zhi)造(zao)系(xi)統CIMS。在(zai)此期間(jian),由于(yu)信(xin)息(xi)處(chu)理(li)(li)能(neng)(neng)力的(de)(de)(de)加(jia)強(qiang)(qiang),解決高(gao)維大系(xi)統控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)、優化(hua)問題的(de)(de)(de)大系(xi)統理(li)(li)論、解決帶(dai)有不確定性(xing)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)問題的(de)(de)(de)魯棒、自適(shi)應(ying)(ying)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)理(li)(li)論、解決難以(yi)(yi)數學建模系(xi)統控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)問題的(de)(de)(de)智能(neng)(neng)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)理(li)(li)論等都成為自動化(hua)研(yan)究(jiu)領域(yu)中新的(de)(de)(de)熱點,并迅即在(zai)各領域(yu)中得到(dao)了應(ying)(ying)用。