1946年，美國(guó)福特公司的機(jī)械工程師D.S.哈德最先提出"自動(dòng)化"一詞，自動(dòng)化設(shè)備(圖1)并用來(lái)描述發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的自動(dòng)傳送和加工的過(guò)程。50年代，自動(dòng)調(diào)節(jié)器和經(jīng)典控制理論的發(fā)展，使自動(dòng)化進(jìn)入以單變量自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)為主的局部自動(dòng)化階段。60年代，隨現(xiàn)代控制理論的出現(xiàn)和電子計(jì)算機(jī)的推廣應(yīng)用，自動(dòng)控制與信息處理結(jié)合起來(lái)，使自動(dòng)化進(jìn)入到生產(chǎn)過(guò)程的控制與管理的綜合自動(dòng)化階段。

70年代，自動(dòng)化的對(duì)象變?yōu)榇笠?guī)模、復(fù)雜的工程和非工程系統(tǒng)，涉及許多用現(xiàn)代控制理論難以解決的問(wèn)題。這些問(wèn)題的研究，促進(jìn)了自動(dòng)化的理論、方法和手段的革新，于是出現(xiàn)了大系統(tǒng)的系統(tǒng)控制和復(fù)雜系統(tǒng)的智能控制，出現(xiàn)了綜合利用計(jì)算機(jī)、通信技術(shù)、系統(tǒng)工程和人工智能等成果的自動(dòng)化系統(tǒng)，如柔性制造系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化、智能機(jī)器人、系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)等。

自動(dòng)裝置的出現(xiàn)和應(yīng)用是在18世紀(jì)。自動(dòng)化技術(shù)形成時(shí)期是在18世紀(jì)末~20世紀(jì)30年代。1788年英國(guó)機(jī)械師自動(dòng)化設(shè)備(圖2)J.瓦特發(fā)明離心式調(diào)速器(又稱(chēng)飛球調(diào)速器)，并把它與蒸汽機(jī)的閥門(mén)連接起來(lái)，構(gòu)成蒸汽機(jī)轉(zhuǎn)速的閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)。瓦特的這項(xiàng)發(fā)明開(kāi)創(chuàng)了近代自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置應(yīng)用的新紀(jì)元，對(duì)次工業(yè)革命及后來(lái)控制理論的發(fā)展有重要影響。人們開(kāi)始采用自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，來(lái)對(duì)付工業(yè)生產(chǎn)中提出的控制問(wèn)題。這些調(diào)節(jié)器都是一些跟蹤給定值的裝置，使一些物理量保持在給定值附近。自動(dòng)調(diào)節(jié)器應(yīng)用標(biāo)志著自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)入新的歷史時(shí)期。進(jìn)入20世紀(jì)以后，工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用各種自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，促進(jìn)了對(duì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行分析和綜合的研究工作。這一時(shí)期雖然在自動(dòng)調(diào)節(jié)器中已廣泛應(yīng)用反饋控制的結(jié)構(gòu)，但從理論上研究反饋控制的原理則是從20世紀(jì)20年代開(kāi)始的。1833年英國(guó)數(shù)學(xué)家C.巴貝奇在設(shè)計(jì)分析機(jī)時(shí)首先提出程序控制的原理。1939年世界上批系統(tǒng)與控制的專(zhuān)業(yè)研究機(jī)構(gòu)成立，為20世紀(jì)40年代形成經(jīng)典控制理論和發(fā)展局部自動(dòng)化作了理論上和組織上的準(zhǔn)備。

自動(dòng)化專(zhuān)用日本HD高精度齒輪精度執(zhí)行元件FHA-14C-100-E250-C20世紀(jì)40~50年代是局部自動(dòng)化時(shí)期第二次世界大戰(zhàn)時(shí)期形成的經(jīng)典控制理自動(dòng)化設(shè)備(圖3)論對(duì)戰(zhàn)后發(fā)展局部自動(dòng)化起了重要的促進(jìn)作用。在問(wèn)題的過(guò)程中形成了經(jīng)典控制理論﹐設(shè)計(jì)出各種精密的自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置﹐開(kāi)創(chuàng)了系統(tǒng)和控制這一新的科學(xué)領(lǐng)域。這一新的學(xué)科當(dāng)時(shí)在美國(guó)稱(chēng)為伺服機(jī)構(gòu)理論﹐在蘇聯(lián)稱(chēng)為自動(dòng)調(diào)整理論﹐主要是解決單變量的控制問(wèn)題。經(jīng)典控制理論這個(gè)名稱(chēng)是1960年在屆全美聯(lián)合自動(dòng)控制會(huì)議上提出來(lái)的。1945年后由于戰(zhàn)時(shí)出版禁令的解除﹐出現(xiàn)了系統(tǒng)闡述經(jīng)典控制理論的著作。1945年美國(guó)數(shù)學(xué)家維納﹐N.把反饋的概念推廣到一切控制系統(tǒng)。50年代以后﹐經(jīng)典控制理論有了許多新的發(fā)展。。經(jīng)典控制理論的方法基本上能滿(mǎn)足第二次世界大戰(zhàn)中技術(shù)上的需要和戰(zhàn)后工業(yè)發(fā)展上的需要。但是到了50年代末就發(fā)現(xiàn)把經(jīng)典控制理論的方法推廣到多變量系統(tǒng)時(shí)會(huì)得出錯(cuò)誤的結(jié)論。經(jīng)典控制理論的方法有其局限性。

20世紀(jì)40年代中發(fā)明的電子數(shù)字計(jì)算機(jī)開(kāi)創(chuàng)了數(shù)字程序控制的新紀(jì)元﹐雖然當(dāng)時(shí)還局限于自動(dòng)計(jì)算方面，但ENIAC和EDVAC的制造成功﹐開(kāi)創(chuàng)了電子數(shù)字程序控制的新紀(jì)元。電子數(shù)字計(jì)算機(jī)的發(fā)明為60~70年代在控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用程序控制和邏輯控制以及廣泛應(yīng)用電子數(shù)字計(jì)算機(jī)直接控制生產(chǎn)過(guò)程奠定了基礎(chǔ)。

自動(dòng)化專(zhuān)用日本HD高精度齒輪精度執(zhí)行元件FHA-14C-100-E250-C20世紀(jì)50年代末起至今是綜合自動(dòng)化時(shí)期，這一時(shí)期空間技術(shù)迅速發(fā)展，迫切需要解決多變量系統(tǒng)的控制問(wèn)題。于是誕生了現(xiàn)代控制理論?，F(xiàn)代控制理論的形成和發(fā)展為綜合自動(dòng)化奠定了理論基礎(chǔ)。同時(shí)微電子技術(shù)有了新的突破。1958年出現(xiàn)晶體管計(jì)算機(jī)，1965年出現(xiàn)集成電路計(jì)算機(jī)，1971年出現(xiàn)單片微處理機(jī)。微處理機(jī)的出現(xiàn)對(duì)控制技術(shù)產(chǎn)生了重大影響﹐控制工程師可以很方便地利用微處理機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制，使綜合自動(dòng)化成為現(xiàn)實(shí)。"自動(dòng)化(Automation)"是美國(guó)人D.S.Harder于1936年提出的他認(rèn)為在一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，機(jī)器之間的零件轉(zhuǎn)移不用人去搬運(yùn)就是"自動(dòng)化"。

概念介紹