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自動化的發(fā)展歷程
社會的需要是自動化技術(shù)發(fā)展的動力。自動化技術(shù)是緊密圍繞著生產(chǎn)、軍事設(shè)備的控制以及航空航天工業(yè)的需要而形成和發(fā)展起來的。1788年，J.瓦特為了解決工業(yè)生產(chǎn)中提出的蒸汽機的速度控制問題，把離心式調(diào)速器與蒸汽機的閥門連接起來，構(gòu)成蒸汽機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)，使蒸汽機變?yōu)榧劝踩謱嵱玫膭恿ρb置。瓦特的這項發(fā)明開創(chuàng)了自動調(diào)節(jié)裝置的研究和應(yīng)用。在解決隨之出現(xiàn)的自動調(diào)節(jié)裝置的穩(wěn)定性的過程中，數(shù)學家提出了判定系統(tǒng)穩(wěn)定性的判據(jù)，積累了設(shè)計和使用自動調(diào)節(jié)器的經(jīng)驗。
20世紀40年代是自動化技術(shù)和理論形成的關(guān)鍵時期，一批科學家為了解決軍事上提出的火炮控制、魚雷導航、飛機導航等技術(shù)問題，逐步形成了以分析和設(shè)計單變量控制系統(tǒng)為主要內(nèi)容的經(jīng)典控制理論與方法。機械、電氣和電子技術(shù)的發(fā)展為生產(chǎn)自動化提供了技術(shù)手段。1946年，美國福特公司的機械工程師D.S.哈德首先提出用自動化一詞來描述生產(chǎn)過程的自動操作。1947年建立第一個生產(chǎn)自動化研究部門。1952年J.迪博爾德第一本以自動化命名的《自動化》一書出版,他認為“自動化是分析、組織和控制生產(chǎn)過程的手段“。實際上,自動化是將自動控制用于生產(chǎn)過程的結(jié)果。50年代以后，自動控制作為提高生產(chǎn)率的一種重要手段開始推廣應(yīng)用。它在機械制造中的應(yīng)用形成了機械制造自動化；在石油、化工、冶金等連續(xù)生產(chǎn)過程中應(yīng)用，對大規(guī)模的生產(chǎn)設(shè)備進行控制和管理，形成了過程自動化。電子計算機的推廣和應(yīng)用，使自動控制與信息處理相結(jié)合，出現(xiàn)了業(yè)務(wù)管理自動化。
50年代末到60年代初，大量的工程實踐，尤其是航天技術(shù)的發(fā)展，涉及大量的多輸入多輸出系統(tǒng)的最優(yōu)控制問題，用經(jīng)典的控制理論已難于解決，于是產(chǎn)生了以極大值原理、動態(tài)規(guī)劃和狀態(tài)空間法等為核心的現(xiàn)代控制理論?，F(xiàn)代控制理論提供了滿足發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星的控制手段，保證了其后的若干空間計劃（如導彈的制導、航天器的控制）的實施?？刂乒ぷ髡邚倪^去那種只依據(jù)傳遞函數(shù)來考慮控制系統(tǒng)的輸入輸出關(guān)系，過渡到用狀態(tài)空間法來考慮系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，是控制工作者對控制系統(tǒng)規(guī)律認識的一個飛躍。
60年代中期以后，現(xiàn)代控制理論在自動化中的應(yīng)用，特別是在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用。產(chǎn)生一些新的控制方法和結(jié)構(gòu),如自適應(yīng)和隨機控制、系統(tǒng)辨識、微分對策、分布參數(shù)系統(tǒng)等。與此同時，模式識別和人工智能也發(fā)展起來，出現(xiàn)了智能機器人和專家系統(tǒng)。現(xiàn)代控制理論和電子計算機在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，使生產(chǎn)過程控制和管理向綜合最優(yōu)化發(fā)展。
70年代中期，自動化的應(yīng)用開始面向大規(guī)模、復(fù)雜的系統(tǒng)，如大型電力系統(tǒng)、交通運輸系統(tǒng)、鋼鐵聯(lián)合企業(yè)、國民經(jīng)濟系統(tǒng)等，它不僅要求對現(xiàn)有系統(tǒng)進行最優(yōu)控制和管理，而且還要對未來系統(tǒng)進行最優(yōu)籌劃和設(shè)計，運用現(xiàn)代控制理論方法已不能取得應(yīng)有的成效，于是出現(xiàn)了大系統(tǒng)理論與方法。80年代初，隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，管理自動化取得較大進步，出現(xiàn)了管理信息系統(tǒng)、辦公自動化、決策支持系統(tǒng)。與此同時，人類開始綜合利用傳感技術(shù)、通信技術(shù)、計算機、系統(tǒng)控制和人工智能等新技術(shù)和新方法來解決所面臨的工廠自動化、辦公自動化、醫(yī)療自動化、農(nóng)業(yè)自動化以及各種復(fù)雜的社會經(jīng)濟問題。研制出柔性制造系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)、智能機器人和專家系統(tǒng)等高級自動化系統(tǒng)。
自動化技術(shù)的發(fā)展歷史是一部人類以自己的聰明才智延伸和擴展器官功能的歷史，自動化是現(xiàn)代科學技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)的結(jié)晶，它的發(fā)展充分體現(xiàn)了科學技術(shù)的綜合作用。
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