自動化的歷史發(fā)展

　　1946年，美國福特公司的機械工程師D.S.哈德較先提出“自動化”一詞，并用來描述發(fā)動機汽缸的自動傳送和加工的過程。50年代，自動調節(jié)器和經典控制理論的發(fā)展，使自動化進入以單變量自動調節(jié)系統(tǒng)為主的局部自動化階段。60年代，隨現代控制理論的出現和電子計算機的推廣應用，自動控制與信息處理結合起來，使自動化進入到生產過程的較優(yōu)控制與管理的綜合自動化階段。

　　70年代，自動化的對象變?yōu)榇笠?guī)模、復雜的工程和非工程系統(tǒng)，涉及許多用現代控制理論難以解決的問題。這些問題的研究，促進了自動化的理論、方法和手段的革新，于是出現了大系統(tǒng)的系統(tǒng)控制和復雜系統(tǒng)的智能控制，出現了綜合利用計算機、通信技術、系統(tǒng)工程和人工智能等成果的高級自動化系統(tǒng)，如柔性制造系統(tǒng)、辦公自動化、智能機器人、技術人員系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)、計算機集成制造系統(tǒng)等。

　　自動裝置的出現和應用是在18世紀。自動化技術形成時期是在18世紀末～20世紀30年代。1788年英國機械師

　　J.瓦特發(fā)明離心式調速器(又稱飛球調速器)，并把它與蒸汽機的閥門連接起來，構成蒸汽機轉速的閉環(huán)自動控制系統(tǒng)。瓦特的這項發(fā)明開創(chuàng)了近代自動調節(jié)裝置應用的新紀元，對一次工業(yè)變革及后來控制理論的發(fā)展有重要影響。人們開始采用自動調節(jié)裝置，來對付工業(yè)生產中提出的控制問題。這些調節(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。自動調節(jié)器應用標志著自動化技術進入新的歷史時期。進入20世紀以后，工業(yè)生產中廣泛應用各種自動調節(jié)裝置，促進了對調節(jié)系統(tǒng)進行分析和綜合的研究工作。這一時期雖然在自動調節(jié)器中已廣泛應用反饋控制的結構，但從理論上研究反饋控制的原理則是從20世紀20年代開始的。1833年英國數學家C.巴貝奇在設計分析機時首先提出程序控制的原理。1939年世界上一批系統(tǒng)與控制的專業(yè)研究機構成立，為20世紀40年代形成經典控制理論和發(fā)展局部自動化作了理論上和組織上的準備。

　　20世紀40～50年代是局部自動化時期第二次世界大戰(zhàn)時期形成的經典控制理

　　論對戰(zhàn)后發(fā)展局部自動化起了重要的促進作用。在問題的過程中形成了經典控制理論﹐設計出各種精密的自動調節(jié)裝置﹐開創(chuàng)了系統(tǒng)和控制這一新的科學領域。這一新的學科當時在美國稱為伺服機構理論﹐在蘇聯稱為自動調整理論﹐主要是解決單變量的控制問題。經典控制理論這個名稱是1960年在一屆全美聯合自動控制會議上提出來的。1945年后由于戰(zhàn)時出版禁令的解除﹐出現了系統(tǒng)闡述經典控制理論的著作。1945年美國數學家維納﹐N.把反饋的概念推廣到一切控制系統(tǒng)。50年代以后﹐經典控制理論有了許多新的發(fā)展。。經典控制理論的方法基本上能滿足第二次世界大戰(zhàn)中技術上的需要和戰(zhàn)后工業(yè)發(fā)展上的需要。但是到了50年代末就發(fā)現把經典控制理論的方法推廣到多變量系統(tǒng)時會得出錯誤的結論。經典控制理論的方法有其局限性。

　　20世紀40年代中發(fā)明的電子數字計算機開創(chuàng)了數字程序控制的新紀元﹐雖然當時還局限于自動計算方面，但ENIAC和EDVAC的制造成功﹐開創(chuàng)了電子數字程序控制的新紀元。電子數字計算機的發(fā)明為60～70年代在控制系統(tǒng)中廣泛應用程序控制和邏輯控制以及廣泛應用電子數字計算機直接控制生產過程奠定了基礎。

　　20世紀50年代末起至今是綜合自動化時期，這一時期空間技術迅速發(fā)展，迫切需要解決多變量系統(tǒng)的較優(yōu)控制問題。于是誕生了現代控制理論。現代控制理論的形成和發(fā)展為綜合自動化奠定了理論基礎。同時微電子技術有了新的突破。1958年出現晶體管計算機，1965年出現集成電路計算機，1971年出現單片微處理機。微處理機的出現對控制技術產生了重大影響﹐控制工程師可以很方便地利用微處理機來實現各種復雜的控制，使綜合自動化成為現實。“自動化(Automation)”是美國人D.S.Harder于1936年提出的他認為在一個生產過程中，機器之間的零件轉移不用人去搬運就是“自動化”。