自動化(hua)(hua)科學(xue)和技術的(de)發展,大致經歷了這樣幾(ji)個階段,20世紀(ji)40年代(dai)出(chu)現的(de)經典控制理(li)論,為(wei)自動化(hua)(hua)學(xue)科奠(dian)定了理(li)論基礎。它以(yi)系統的(de)頻(pin)率域(yu)描述和分析(xi)設計(ji)方(fang)法(fa)為(wei)基礎,通過對系統輸入輸出(chu)的(de)頻(pin)域(yu)測試,建立系統的(de)模型,并(bing)通過設計(ji)前饋補償和反饋校(xiao)正,使系統穩定運行,并(bing)使輸出(chu)達到期望值。這通常被(bei)認(ren)為(wei)是以(yi)控制為(wei)基礎的(de)自動化(hua)(hua)設備(bei)的(de)代(dai)理(li)論。
自動(dong)(dong)化技術廣泛用于工業(ye)、農業(ye)、軍事、科學研究(jiu)、交(jiao)通(tong)運(yun)輸(shu)、商業(ye)、醫療(liao)、服務和家庭等方面。采用自動(dong)(dong)化技術不僅可(ke)以(yi)把人(ren)從繁重的(de)體力(li)勞(lao)動(dong)(dong)、部(bu)分腦力(li)勞(lao)動(dong)(dong)以(yi)及(ji)惡(e)劣(lie)、危險的(de)工作環境中解放(fang)出(chu)來,而且(qie)能(neng)擴展人(ren)的(de)器官功能(neng),極大地提高勞(lao)動(dong)(dong)生產(chan)率(lv),增強人(ren)類認識世界和改造世界的(de)能(neng)力(li)。
自動(dong)化(hua)系統中的大型成(cheng)套設備,又稱自動(dong)化(hua)裝置。機(ji)器或裝置在無人干(gan)預的情(qing)況下按規定(ding)的程(cheng)序或指令自動(dong)進(jin)行操(cao)作或控制(zhi)的過程(cheng)。因(yin)此(ci),自動(dong)化(hua)是工業、農業、國防和科學技術現代化(hua)的重(zhong)要條(tiao)件和顯著標志
20世紀60年代,隨著(zhu)航(hang)(hang)天(tian)航(hang)(hang)空事業的(de)發(fa)展(zhan),出現了以(yi)狀(zhuang)態空間(jian)法為基礎的(de)現代控制(zhi)理(li)(li)論(lun)(lun),這(zhe)一理(li)(li)論(lun)(lun)通過深入到(dao)對系統(tong)內部狀(zhuang)態的(de)描述,從信息層面上更(geng)深刻(ke)地刻(ke)劃了系統(tong)的(de)特征,在此基礎上發(fa)展(zhan)起(qi)來的(de)狀(zhuang)態空間(jian)設(she)計方(fang)法不(bu)僅可(ke)以(yi)處理(li)(li)多變量(liang)系統(tong)的(de)控制(zhi)問題,而(er)且在控制(zhi)中開(kai)始滲入優化的(de)概念,為實現高質量(liang)的(de)自動化提(ti)供了有力(li)的(de)手(shou)段(duan)。在此期間(jian),自動控制(zhi)的(de)理(li)(li)論(lun)(lun)和應(ying)用得(de)到(dao)了蓬勃發(fa)展(zhan),系統(tong)辨識、自適應(ying)等新理(li)(li)論(lun)(lun)和新思想不(bu)斷涌(yong)現,并在航(hang)(hang)天(tian)航(hang)(hang)空、工業、工程領域(yu)得(de)到(dao)了廣泛的(de)應(ying)用。
20世紀70年代(dai)以(yi)來,隨著(zhu)計算機(ji)技(ji)術的(de)(de)(de)(de)發展(zhan)(zhan)和普及(ji),人們(men)處理(li)(li)復雜信(xin)息加工(gong)的(de)(de)(de)(de)能力得(de)到了顯著(zhu)加強(qiang),從而有(you)(you)力地(di)推(tui)動(dong)了自(zi)動(dong)化技(ji)術的(de)(de)(de)(de)全方位發展(zhan)(zhan),其最主(zhu)要的(de)(de)(de)(de)應(ying)用領域是(shi):以(yi)計算機(ji)控制(zhi)(zhi)(zhi)為(wei)代(dai)表(biao)的(de)(de)(de)(de)工(gong)業過程控制(zhi)(zhi)(zhi)和工(gong)業機(ji)器人,以(yi)計算機(ji)集成(cheng)信(xin)息處理(li)(li)為(wei)代(dai)表(biao)的(de)(de)(de)(de)制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)系統(tong)(tong)CIMS。在此期間(jian),由于信(xin)息處理(li)(li)能力的(de)(de)(de)(de)加強(qiang),解決(jue)高維(wei)大系統(tong)(tong)控制(zhi)(zhi)(zhi)、優化問題(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)大系統(tong)(tong)理(li)(li)論(lun)、解決(jue)帶有(you)(you)不確定性控制(zhi)(zhi)(zhi)問題(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)魯棒、自(zi)適應(ying)控制(zhi)(zhi)(zhi)理(li)(li)論(lun)、解決(jue)難以(yi)數學建模系統(tong)(tong)控制(zhi)(zhi)(zhi)問題(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)智能控制(zhi)(zhi)(zhi)理(li)(li)論(lun)等(deng)都成(cheng)為(wei)自(zi)動(dong)化研(yan)究領域中新的(de)(de)(de)(de)熱(re)點(dian),并迅即在各領域中得(de)到了應(ying)用。