自動(dòng)化技術(shù)史

自古以來(lái)，人類就有創(chuàng)造自動(dòng)裝置以減輕或代替人勞動(dòng)的想法。自動(dòng)化技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的歷史過(guò)程。古代中國(guó)的銅壺滴漏（簡(jiǎn)稱漏壺）、指南車(chē)以及17世紀(jì)歐洲出現(xiàn)的鐘表和風(fēng)磨控制裝置，雖然都是毫無(wú)聯(lián)系的發(fā)明，但對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的形成卻起到了先導(dǎo)作用。

自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展歷史，大致可以劃分為自動(dòng)化技術(shù)形成、局部自動(dòng)化和綜合自動(dòng)化三個(gè)時(shí)期。

社會(huì)的需要是自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力。自動(dòng)化技術(shù)是緊密?chē)@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(lái)的。1788年，J.瓦特為了解決工業(yè)生產(chǎn)中提出的蒸汽機(jī)的速度控制問(wèn)題，把離心式調(diào)速器與蒸汽機(jī)的閥門(mén)連接起來(lái)，構(gòu)成蒸汽機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)，使蒸汽機(jī)變?yōu)榧劝踩謱?shí)用的動(dòng)力裝置。瓦特的這項(xiàng)發(fā)明開(kāi)創(chuàng)了自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的研究和應(yīng)用。在解決隨之出現(xiàn)的自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的穩(wěn)定性的過(guò)程中，數(shù)學(xué)家提出了判定系統(tǒng)穩(wěn)定性的判據(jù)，積累了設(shè)計(jì)和使用自動(dòng)調(diào)節(jié)器的經(jīng)驗(yàn)。

20世紀(jì)40年代是自動(dòng)化技術(shù)和理論形成的關(guān)鍵時(shí)期，一批科學(xué)家為了解決軍事上提出的火炮控制、魚(yú)雷導(dǎo)航、飛機(jī)導(dǎo)航等技術(shù)問(wèn)題，逐步形成了以分析和設(shè)計(jì)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(jī)械、電氣和電子技術(shù)的發(fā)展為生產(chǎn)自動(dòng)化提供了技術(shù)手段。1946年，美國(guó)福特公司的機(jī)械工程師D.S.哈德首先提出用自動(dòng)化一詞來(lái)描述生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)操作。1947年建立第一個(gè)生產(chǎn)自動(dòng)化研究部門(mén)。1952年J.迪博爾德第一本以自動(dòng)化命名的《自動(dòng)化》一書(shū)出版,他認(rèn)為“自動(dòng)化是分析、組織和控制生產(chǎn)過(guò)程的手段“。實(shí)際上,自動(dòng)化是將自動(dòng)控制用于生產(chǎn)過(guò)程的結(jié)果。50年代以后，自動(dòng)控制作為提高生產(chǎn)率的一種重要手段開(kāi)始推廣應(yīng)用。它在機(jī)械制造中的應(yīng)用形成了機(jī)械制造自動(dòng)化；在石油、化工、冶金等連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用，對(duì)大規(guī)模的生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行控制和管理，形成了過(guò)程自動(dòng)化。電子計(jì)算機(jī)的推廣和應(yīng)用，使自動(dòng)控制與信息處理相結(jié)合，出現(xiàn)了業(yè)務(wù)管理自動(dòng)化。

50年代末到60年代初，大量的工程實(shí)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(wèn)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(dòng)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(jì)劃（如導(dǎo)彈的制導(dǎo)、航天器的控制）的實(shí)施?？刂乒ぷ髡邚倪^(guò)去那種只依據(jù)傳遞函數(shù)來(lái)考慮控制系統(tǒng)的輸入輸出關(guān)系，過(guò)渡到用狀態(tài)空間法來(lái)考慮系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，是控制工作者對(duì)控制系統(tǒng)規(guī)律認(rèn)識(shí)的一個(gè)飛躍。

60年代中期以后，現(xiàn)代控制理論在自動(dòng)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(jī)控制、系統(tǒng)辨識(shí)、微分對(duì)策、分布參數(shù)系統(tǒng)等。與此同時(shí)，模式識(shí)別和人工智能也發(fā)展起來(lái)，出現(xiàn)了智能機(jī)器人和專家系統(tǒng)?，F(xiàn)代控制理論和電子計(jì)算機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，使生產(chǎn)過(guò)程控制和管理向綜合最優(yōu)化發(fā)展。

70年代中期，自動(dòng)化的應(yīng)用開(kāi)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(yùn)輸系統(tǒng)、鋼鐵聯(lián)合企業(yè)、國(guó)民經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)等，它不僅要求對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行最優(yōu)控制和管理，而且還要對(duì)未來(lái)系統(tǒng)進(jìn)行最優(yōu)籌劃和設(shè)計(jì)，運(yùn)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，管理自動(dòng)化取得較大進(jìn)步，出現(xiàn)了管理信息系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化、決策支持系統(tǒng)。與此同時(shí)，人類開(kāi)始綜合利用傳感技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)、系統(tǒng)控制和人工智能等新技術(shù)和新方法來(lái)解決所面臨的工廠自動(dòng)化、辦公自動(dòng)化、醫(yī)療自動(dòng)化、農(nóng)業(yè)自動(dòng)化以及各種復(fù)雜的社會(huì)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。研制出柔性制造系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)、智能機(jī)器人和專家系統(tǒng)等高級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)。

自動(dòng)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(kuò)展器官功能的歷史，自動(dòng)化是現(xiàn)代科學(xué)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(xué)技術(shù)的綜合作用。

自動(dòng)裝置的出現(xiàn)和應(yīng)用

（18世紀(jì)以前）

古代人類在長(zhǎng)期生產(chǎn)和生活中，為了減輕自己的勞動(dòng)，逐漸產(chǎn)生利用自然界動(dòng)力代替人力畜力，以及用自動(dòng)裝置代替人的部分繁難的腦力活動(dòng)的愿望，經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)歲月的探索，他們互不相關(guān)地造出一些原始的自動(dòng)裝置。

古代自動(dòng)裝置公元前14～前11世紀(jì)，中國(guó)、埃及和巴比倫出現(xiàn)了自動(dòng)計(jì)時(shí)裝置──漏壺，為人類研制和使用自動(dòng)裝置之始。中國(guó)的漏壺最初使用泄水型漏壺,后來(lái)采用受水型漏壺，經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)，又發(fā)展成三級(jí)漏壺。1135年，中國(guó)的燕肅在一種名叫蓮化漏的三級(jí)漏壺中采用了自動(dòng)裝置調(diào)節(jié)液位。在中國(guó)的三國(guó)時(shí)期，使用了自動(dòng)指向的指南車(chē)，據(jù)分析這是利用開(kāi)環(huán)或閉環(huán)原理制成的自動(dòng)裝置。

公元 1世紀(jì)古埃及和希臘的發(fā)明家也創(chuàng)造了一些機(jī)器人或機(jī)器動(dòng)物來(lái)適應(yīng)當(dāng)時(shí)宗教活動(dòng)的需要。如教堂廟門(mén)自動(dòng)開(kāi)啟、銅祭司自動(dòng)灑圣水、投幣式圣水箱和教堂門(mén)口自動(dòng)鳴叫的青銅小鳥(niǎo)等自動(dòng)裝置。

中國(guó)天文學(xué)家張衡（公元 78～139）曾經(jīng)發(fā)明了對(duì)天體運(yùn)行情況自動(dòng)仿真的漏水轉(zhuǎn)渾天儀和自動(dòng)檢測(cè)地震征兆的候風(fēng)地動(dòng)儀。1086～1092年中國(guó)蘇頌等人把渾儀（天文觀測(cè)儀器）、渾象（天文表演儀器）和自動(dòng)計(jì)時(shí)裝置結(jié)合在一起建成了水運(yùn)儀象臺(tái)。

近代自動(dòng)裝置17世紀(jì)以來(lái)，隨著生產(chǎn)的發(fā)展，在歐洲的一些國(guó)家相繼出現(xiàn)了多種自動(dòng)裝置，其中比較典型的有：法國(guó)物理學(xué)家B.帕斯卡在1642年發(fā)明能自動(dòng)進(jìn)位的加法器;荷蘭機(jī)械師C.惠更斯于1657年發(fā)明鐘表,提出鐘擺理論,利用錐形擺作調(diào)速器;英國(guó)機(jī)械師E.李1745年發(fā)明帶有風(fēng)向控制的風(fēng)磨，利用尾翼來(lái)使主翼對(duì)準(zhǔn)風(fēng)向；俄國(guó)機(jī)械師И.И.波爾祖諾夫1765年發(fā)明浮子閥門(mén)式水位調(diào)節(jié)器，用于蒸汽鍋爐水位的自動(dòng)控制。

自動(dòng)化技術(shù)形成時(shí)期 （18世紀(jì)末～20世紀(jì)30年代）

1788年英國(guó)機(jī)械師J.瓦特發(fā)明離心式調(diào)速器（又稱飛球調(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)（見(jiàn)圖）。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)第一次工業(yè)革命及后來(lái)控制理論的發(fā)展有重要影響。

自動(dòng)調(diào)節(jié)器的廣泛應(yīng)用在這一時(shí)期中，由于第一次工業(yè)革命的需要，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。

1854年俄國(guó)機(jī)械學(xué)家和電工學(xué)家К．И．康斯坦丁諾夫發(fā)明電磁調(diào)速器。1868年法國(guó)工程師J.法爾科發(fā)明反饋調(diào)節(jié)器，并把它與蒸汽閥連接起來(lái)，操縱蒸汽船的舵。他把這種自動(dòng)控制的氣動(dòng)船舵稱為伺服機(jī)構(gòu)。到了20世紀(jì)20～30年代,美國(guó)開(kāi)始采用 PID調(diào)節(jié)器。PID調(diào)節(jié)器是一種模擬式調(diào)節(jié)器，現(xiàn)在還有許多工廠采用這種調(diào)節(jié)器。

自動(dòng)調(diào)節(jié)器的穩(wěn)定性問(wèn)題由于瓦特發(fā)明的離心式調(diào)速器有時(shí)會(huì)造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定，使蒸汽機(jī)產(chǎn)生劇烈的振蕩。到了19世紀(jì)又發(fā)現(xiàn)船舶上自動(dòng)操舵機(jī)的穩(wěn)定性問(wèn)題。這就迫使一些數(shù)學(xué)家用微分方程來(lái)描述和分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性問(wèn)題。1868年英國(guó)物理學(xué)家J.C.麥克斯韋發(fā)表《論調(diào)速器》的文章,總結(jié)了無(wú)靜差調(diào)速器的理論。1876年俄國(guó)機(jī)械學(xué)家И．А．維什涅格拉茨基在法國(guó)科學(xué)院院報(bào)上發(fā)表《論調(diào)節(jié)器的一般理論》的文章，進(jìn)一步總結(jié)了調(diào)節(jié)器的理論。維什涅格拉茨基用攝動(dòng)理論使調(diào)節(jié)問(wèn)題大為簡(jiǎn)化。他用線性微分方程來(lái)描述整個(gè)系統(tǒng)（調(diào)節(jié)器與被調(diào)對(duì)象組成的系統(tǒng)），把問(wèn)題變成只要研究齊次方程的通解所決定的運(yùn)動(dòng)情況，使調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性僅決定于兩個(gè)參量。由此推得系統(tǒng)的穩(wěn)定條件，把參量平面劃分成穩(wěn)定域和不穩(wěn)定域(后稱維什涅格拉茨基圖)。1877年英國(guó)數(shù)學(xué)家E.J.勞思提出代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)，即著名的勞思穩(wěn)定判據(jù)。1895年德國(guó)數(shù)學(xué)家A.胡爾維茨提出代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)的另一種形式，即著名的胡爾維茨穩(wěn)定判據(jù)。勞思－胡爾維茨穩(wěn)定判據(jù)是當(dāng)時(shí)能事先判定調(diào)節(jié)器穩(wěn)定性的重要判據(jù)。1892年俄國(guó)數(shù)學(xué)家А.М.李雅普諾夫發(fā)表《論運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性的一般問(wèn)題》的專著，從數(shù)學(xué)方面給運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性的概念下了嚴(yán)格的定義，并研究出解決穩(wěn)定性問(wèn)題的兩種方法。李雅普諾夫第一法又稱一次近似法,明確了用線性微分方程分析穩(wěn)定性的確切適用范圍。李雅普諾夫第二法又稱直接法，不僅可以用來(lái)研究無(wú)窮小偏移時(shí)的穩(wěn)定性（小范圍內(nèi)的穩(wěn)定性），而且可以用來(lái)研究一定限度偏移下的穩(wěn)定性(大范圍內(nèi)的穩(wěn)定性)。李雅普諾夫穩(wěn)定性理論至今仍是分析系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要方法。

反饋控制和頻率法進(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。1927年美國(guó)貝爾電話實(shí)驗(yàn)室的電氣工程師H.S.布萊克在解決電子管放大器失真問(wèn)題時(shí)首先引入反饋的概念。

1925年英國(guó)電氣工程師O.亥維賽把拉普拉斯變換應(yīng)用到求解電網(wǎng)絡(luò)的問(wèn)題上，提出了運(yùn)算微積。不久拉普拉斯變換就被應(yīng)用到分析自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的問(wèn)題上，并取得了顯著成效。傳遞函數(shù)就是在拉普拉斯變換的基礎(chǔ)上引入的描述線性定常系統(tǒng)或線性元件的輸入輸出關(guān)系的函數(shù)，是分析自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的重要工具。在傳遞函數(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的頻率響應(yīng)的方法即頻率法已成為經(jīng)典控制理論中分析和綜合自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的重要方法。1932年美國(guó)電信工程師H.奈奎斯特提出著名的奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)，可以直接根據(jù)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)來(lái)判定反饋系統(tǒng)的穩(wěn)定性。1938年蘇聯(lián)電氣工程師A.B.米哈伊洛夫應(yīng)用頻率法來(lái)研究自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提出著名的米哈伊洛夫穩(wěn)定判據(jù)。

程序控制和自動(dòng)機(jī)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。他想用法國(guó)發(fā)明家J.M.雅卡爾設(shè)計(jì)的編織地毯花樣用的穿孔卡方法來(lái)實(shí)現(xiàn)分析機(jī)的程序控制。1936年英國(guó)數(shù)學(xué)家A.M.圖靈提出著名的圖靈機(jī)，用來(lái)定義可計(jì)算函數(shù)類，建立了算法理論和自動(dòng)機(jī)理論。1938年美國(guó)電氣工程師C.E.香農(nóng)和日本數(shù)學(xué)家中島，以及1941年蘇聯(lián)科學(xué)家В．И．舍斯塔科夫，分別獨(dú)立地建立了邏輯自動(dòng)機(jī)理論，用僅有兩種工作狀態(tài)的繼電器組成了邏輯自動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)了邏輯控制。

經(jīng)典控制理論的誕生 1922年 N.米諾爾斯基發(fā)表《關(guān)于船舶自動(dòng)操舵的穩(wěn)定性》，1934年美國(guó)科學(xué)家H.L.黑曾發(fā)表《關(guān)于伺服機(jī)構(gòu)理論》,1934年蘇聯(lián)科學(xué)家И．Н．沃茲涅先斯基提出《自動(dòng)調(diào)節(jié)理論》，1938年蘇聯(lián)電氣工程師A.B.米哈伊洛夫提出《頻率法》。這些論文標(biāo)志著經(jīng)典控制理論的誕生。1939年蘇聯(lián)科學(xué)院成立自動(dòng)學(xué)和遠(yuǎn)動(dòng)學(xué)研究所（1969年改名為控制問(wèn)題研究所）。同年美國(guó)麻省理工學(xué)院建立伺服機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室。這是世界上第一批系統(tǒng)與控制的專業(yè)研究機(jī)構(gòu)，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。

局部自動(dòng)化時(shí)期

（20世紀(jì)40～50年代）

第二次世界大戰(zhàn)時(shí)期形成的經(jīng)典控制理論對(duì)戰(zhàn)后發(fā)展局部自動(dòng)化起了重要的促進(jìn)作用。在第二次世界大戰(zhàn)期間,德國(guó)的空軍優(yōu)勢(shì)和英國(guó)的防御地位,迫使美國(guó)、英國(guó)和西歐各國(guó)科學(xué)家集中精力解決了防空火力控制系統(tǒng)和飛機(jī)自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)等軍事技術(shù)問(wèn)題。在解決這些問(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。

經(jīng)典控制理論的形成和發(fā)展這一新的學(xué)科當(dāng)時(shí)在美國(guó)稱為伺服機(jī)構(gòu)理論，在蘇聯(lián)稱為自動(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)名稱是1960年在第一屆全美聯(lián)合自動(dòng)控制會(huì)議上提出來(lái)的。在這次會(huì)議上把系統(tǒng)與控制領(lǐng)域中研究單變量控制問(wèn)題的學(xué)科稱為經(jīng)典控制理論，研究多變量控制問(wèn)題的學(xué)科稱為現(xiàn)代控制理論。當(dāng)時(shí)在分析和設(shè)計(jì)反饋伺服系統(tǒng)時(shí)廣泛采用傳遞函數(shù)和頻率響應(yīng)的概念。最常用的方法是奈奎斯特法(1932)、波德法(1945)和埃文斯法(1948)。埃文斯法又稱根軌跡法，是美國(guó)電信工程師W.R.埃文斯于1948年提出來(lái)的。在20世紀(jì)30～40年代為適應(yīng)單變量調(diào)節(jié)和隨動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)而發(fā)展起來(lái)的頻率法奠定了經(jīng)典控制理論的基礎(chǔ)，后來(lái)頻率法成為分析和設(shè)計(jì)線性自動(dòng)控制系統(tǒng)的主要方法。這種方法不僅能定性地判明設(shè)計(jì)方向，而且它本身就是近似計(jì)算的簡(jiǎn)便工具。因此，對(duì)于在很大程度上仍然需要依靠經(jīng)驗(yàn)和嘗試的控制系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)問(wèn)題來(lái)說(shuō)，這種方法是特別有效和特別受歡迎的。

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)電信工程師H.W.波德發(fā)表專著《網(wǎng)絡(luò)分析和反饋放大器設(shè)計(jì)》。同年，美國(guó)電信工程師L.A.麥科爾發(fā)表第一本關(guān)于經(jīng)典控制理論的專著《伺服機(jī)構(gòu)的基本理論》。1947年美國(guó)麻省理工學(xué)院的物理學(xué)家H.M.詹姆斯、電信工程師N.B.尼科爾斯和數(shù)學(xué)家R.S.菲利普斯三人合著的第一本經(jīng)典控制理論的教材《伺服機(jī)構(gòu)理論》正式出版。從20世紀(jì)40年代末開(kāi)始在美國(guó)和西歐的一些大學(xué)里給工科專業(yè)的大學(xué)生和研究生開(kāi)設(shè)伺服機(jī)構(gòu)理論的課程，在蘇聯(lián)的工業(yè)大學(xué)里則開(kāi)設(shè)自動(dòng)調(diào)節(jié)理論的課程。到了50年代在一些大學(xué)的電氣工程系里設(shè)有自動(dòng)化方面的專業(yè)，專門(mén)培養(yǎng)系統(tǒng)與控制方面的人才。

1945年美國(guó)數(shù)學(xué)家N.維納把反饋的概念推廣到一切控制系統(tǒng)。1946年由美國(guó)生理學(xué)家W.S.麥卡洛克倡議在紐約召開(kāi)關(guān)于反饋?zhàn)饔玫目鐚W(xué)科科學(xué)討論會(huì)。1948年維納發(fā)表<控制論>一書(shū),為控制論奠定了基礎(chǔ)。同年,美國(guó)電信工程師C.E.香農(nóng)發(fā)表<通信的數(shù)學(xué)理論>，為信息論奠定了基礎(chǔ)。維納和香農(nóng)從控制和信息這兩個(gè)側(cè)面來(lái)研究系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)，維納還從信息的觀點(diǎn)來(lái)研究反饋控制的本質(zhì)。從此人們對(duì)反饋和信息有了較深刻的理解。1954年中國(guó)系統(tǒng)科學(xué)家錢(qián)學(xué)森全面地總結(jié)了經(jīng)典控制理論，并進(jìn)一步把它提高到更高的理論高度上,在美國(guó)出版<工程控制論>一書(shū)。工程控制論的目的是研究控制論這門(mén)科學(xué)中能夠直接用在工程上設(shè)計(jì)受控系統(tǒng)的那些部分。工程控制論使我們有可能有更廣闊的眼界用更系統(tǒng)的方法來(lái)觀察有關(guān)的問(wèn)題，因而往往可以得到解決舊問(wèn)題的更有效的新方法，還可能揭示新的以前沒(méi)有看到過(guò)的前景。

50年代以后,經(jīng)典控制理論有了許多新的發(fā)展。1951年蘇聯(lián)科學(xué)家Я．З．齊普金提出了脈沖系統(tǒng)（一種離散時(shí)間系統(tǒng)）的分析和設(shè)計(jì)方法。1952年美國(guó)哥倫比亞大學(xué)教授J.R.拉加齊尼領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)小組詳細(xì)研究了采樣系統(tǒng)（一種離散時(shí)間系統(tǒng)）的分析和設(shè)計(jì)方法。與此同時(shí)，一些歷史上早已提出的問(wèn)題又得到了新的研究。如1938年C.E.香農(nóng)等人提出的邏輯控制，1943年И．Н．沃茲涅先斯基提出的協(xié)調(diào)控制，1941年蘇聯(lián)數(shù)學(xué)家A.H.柯?tīng)柲炅_夫和美國(guó)數(shù)學(xué)家N.維納分別獨(dú)立研究出來(lái)的最優(yōu)線性濾波器，1951年美籍中國(guó)科學(xué)家李耀滋等人提出的自尋最優(yōu)控制,1952年美籍匈牙利數(shù)學(xué)家J.von諾伊曼提出的冗余技術(shù)，以及1952年英國(guó)精神病醫(yī)生W.R.阿什比提出的自鎮(zhèn)定和自適應(yīng)等概念，逐漸滲入到控制理論的研究中來(lái)。高速飛行、核反應(yīng)堆、大電力網(wǎng)和大化工廠提出的新的控制問(wèn)題，促使一些科學(xué)家對(duì)非線性系統(tǒng)、繼電系統(tǒng)、時(shí)滯系統(tǒng)、時(shí)變系統(tǒng)、分布參數(shù)系統(tǒng)和有隨機(jī)輸入的系統(tǒng)的控制問(wèn)題進(jìn)行了深入的研究。經(jīng)典控制理論的方法基本上能滿足第二次世界大戰(zhàn)中軍事技術(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。

局部自動(dòng)化的廣泛應(yīng)用戰(zhàn)后在工業(yè)控制上已廣泛應(yīng)用PID調(diào)節(jié)器,并用模擬電子計(jì)算機(jī)來(lái)研究和實(shí)現(xiàn)這種調(diào)節(jié)器的功能。與此同時(shí)，工業(yè)控制中開(kāi)始應(yīng)用由繼電器構(gòu)成的邏輯控制器,出現(xiàn)了程序控制。局部自動(dòng)化(即單個(gè)過(guò)程或單個(gè)機(jī)器的自動(dòng)化)得到了迅速的發(fā)展。在工廠中可以看到各種各樣的自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置或自動(dòng)控制裝置。這種裝置一般都可以分裝兩個(gè)機(jī)柜。一個(gè)機(jī)柜裝各種PID調(diào)節(jié)器，另一個(gè)機(jī)柜則裝許多繼電器和接觸器，作起動(dòng)、停止、聯(lián)鎖和保護(hù)之用。當(dāng)時(shí)大部分PID調(diào)節(jié)器是電動(dòng)的或機(jī)電的，也有氣動(dòng)的和液壓的（直到1958年才引入第一代電子控制系統(tǒng)）,因而在結(jié)構(gòu)上顯得相當(dāng)復(fù)雜,控制速度和控制精度都有一定的局限性，可靠性也不是很理想的?，F(xiàn)在在許多工廠中還可以看到這種模擬式調(diào)節(jié)器。

生產(chǎn)自動(dòng)化的發(fā)展促進(jìn)了自動(dòng)化儀表的進(jìn)步，出現(xiàn)了測(cè)量生產(chǎn)過(guò)程的溫度、壓力、流量、物位、機(jī)械量等參數(shù)的測(cè)量?jī)x表。最初的儀表大多屬于機(jī)械式的測(cè)量?jī)x表，一般只作為主機(jī)的附屬部件被采用，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能單一。20世紀(jì)30年代末至40年代初，出現(xiàn)了氣動(dòng)儀表，統(tǒng)一了壓力信號(hào)，研制出氣動(dòng)單元組合儀表。50年代出現(xiàn)了電動(dòng)式的動(dòng)圈式毫伏計(jì)、電子電位差計(jì)和電子測(cè)量?jī)x表，電動(dòng)式和電子式的單元組合式儀表。

電子數(shù)字計(jì)算機(jī)的發(fā)明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，但為60～70年代自動(dòng)化技術(shù)的飛速發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。 1925年美國(guó)麻省理工學(xué)院的 V.布什領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組設(shè)計(jì)制造第一臺(tái)大型模擬計(jì)算機(jī)──微分分析器，可以用來(lái)解常微分方程。第一代樣機(jī)是純機(jī)械式的。第二代樣機(jī)是機(jī)電式的，于1942年完成，在第二次世界大戰(zhàn)期間被廣泛用于計(jì)算炮擊表。布什的微分分析器開(kāi)創(chuàng)了機(jī)器計(jì)算的新時(shí)代。1939～1944年間美國(guó)哈佛大學(xué)的物理學(xué)家H.艾肯在美國(guó)商業(yè)機(jī)器公司 (IBM)的支持下用普通的電話繼電器研制成功世界上第一臺(tái)程序控制的通用數(shù)字計(jì)算機(jī)，稱為自動(dòng)順序控制計(jì)算器“馬克Ⅰ“。這臺(tái)機(jī)電式的通用數(shù)字計(jì)算機(jī)于1944年在哈佛投入運(yùn)行，可以自動(dòng)按照程序員編制的一系列指令進(jìn)行運(yùn)算。指令由穿孔紙帶送入計(jì)算機(jī)，在執(zhí)行指令時(shí)參加運(yùn)算的數(shù)放在寄存器內(nèi)?！榜R克Ⅰ“開(kāi)創(chuàng)了程序控制的新紀(jì)元。1943～1946年美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)莫爾電工學(xué)院的電氣工程師J.P.?？嗣摵臀锢韺W(xué)家J.W.莫奇利為美國(guó)陸軍軍械部研制世界上第一臺(tái)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)──電子數(shù)字積分和自動(dòng)計(jì)算器(ENIAC)。ENIAC于1945年11月制成，1946年2月正式公開(kāi)表演。它用了18000個(gè)電子管,重30噸,占地1500平方英尺。裝在美國(guó)馬里蘭州亞伯丁武器試驗(yàn)場(chǎng)的彈道實(shí)驗(yàn)室。參加ENIAC研究工作的普林斯頓高級(jí)研究所的美籍匈牙利數(shù)學(xué)家 J.von諾伊曼和賓夕法尼亞大學(xué)的戈德斯坦合寫(xiě)過(guò)一份總結(jié)報(bào)告，標(biāo)題是《關(guān)于電子計(jì)算機(jī)的邏輯設(shè)計(jì)的初步討論》，在這份報(bào)告中提出了存儲(chǔ)程序的設(shè)想。這份報(bào)告于1946年6月28日由美國(guó)陸軍軍械部出版。1950年賓夕法尼亞大學(xué)莫爾小組研制成功第二臺(tái)存儲(chǔ)程序式電子數(shù)字計(jì)算機(jī)──離散變量電子自動(dòng)計(jì)算機(jī) (EDVAC)。這臺(tái)計(jì)算機(jī)也裝備在亞伯丁武器試驗(yàn)場(chǎng)的彈道實(shí)驗(yàn)室。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)。

綜合自動(dòng)化時(shí)期

（20世紀(jì)50年代末起至今）

20世紀(jì)50年代末空間技術(shù)迅速發(fā)展，迫切需要解決多變量系統(tǒng)的最優(yōu)控制問(wèn)題。許多學(xué)者試圖把經(jīng)典控制理論推廣到多變量系統(tǒng)的控制，都遭到了失敗。需要尋求新的理論和方法，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)。在這一時(shí)期，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)。

1957年 9月12日國(guó)際自動(dòng)控制聯(lián)合會(huì)（IFAC）在巴黎召開(kāi)成立大會(huì)。有18個(gè)國(guó)家的代表團(tuán)出席了這次大會(huì)。中國(guó)是發(fā)起國(guó)之一。會(huì)上通過(guò)了大會(huì)的章程和細(xì)則，選舉美國(guó)自動(dòng)控制專家H.切斯特納為IFAC第一屆主席。從1960年起每三年召開(kāi)一次國(guó)際自動(dòng)控制學(xué)術(shù)大會(huì)，并出版《自動(dòng)學(xué)》、《IFAC通訊》等期刊，IFAC的成立標(biāo)志著自動(dòng)控制這一學(xué)科已經(jīng)成熟，通過(guò)國(guó)際合作來(lái)推動(dòng)系統(tǒng)和控制領(lǐng)域的新發(fā)展。

現(xiàn)代控制理論的形成和發(fā)展1956年蘇聯(lián)數(shù)學(xué)家Л.С.龐特里亞金提出極大值原理。同年，美國(guó)數(shù)學(xué)家R.貝爾曼創(chuàng)立動(dòng)態(tài)規(guī)劃。極大值原理和動(dòng)態(tài)規(guī)劃為最優(yōu)控制提供了理論工具。動(dòng)態(tài)規(guī)劃還包含了決策最優(yōu)化的基本原理，并發(fā)現(xiàn)了維數(shù)災(zāi)難問(wèn)題。1959年美國(guó)數(shù)學(xué)家R.E.卡爾曼提出著名的卡爾曼濾波器?？柭鼮V波器是一種遞推濾波器，可直接從信號(hào)模型出發(fā)，用遞推的方法求最優(yōu)線性濾波器的結(jié)構(gòu)和最優(yōu)增益，得到動(dòng)態(tài)跟綜系統(tǒng)。卡爾曼濾波器適合于用電子計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，可用來(lái)解決隨機(jī)最優(yōu)控制問(wèn)題。1960年卡爾曼提出能控性和能觀測(cè)性兩個(gè)結(jié)構(gòu)概念，揭示了線性系統(tǒng)許多屬性間的內(nèi)在聯(lián)系。卡爾曼還引入狀態(tài)空間法，提出具有二次型性能指標(biāo)的線性狀態(tài)反饋律，給出最優(yōu)調(diào)節(jié)器的概念。這些新概念和新方法的出現(xiàn)標(biāo)志著現(xiàn)代控制理論的誕生?？刂频闹饕繕?biāo)是解決多變量系統(tǒng)的最優(yōu)控制問(wèn)題，它主要是建立在狀態(tài)空間法（時(shí)域法）的基礎(chǔ)上。在1960年召開(kāi)的第一屆全美聯(lián)合自動(dòng)控制會(huì)議上確認(rèn)了現(xiàn)代控制理論這一學(xué)科。

20世紀(jì)60～70年代，現(xiàn)代控制理論得到很大的發(fā)展，確立了許多與狀態(tài)空間相聯(lián)系的新概念，并引入許多新的數(shù)學(xué)方法，形成各種新的學(xué)派。60年代時(shí)域法在空間技術(shù)上獲得卓有成效的應(yīng)用，但用到工業(yè)過(guò)程控制上卻遇到了障礙。其主要原因是難以得到受控對(duì)象的精確的數(shù)學(xué)模型，性能指標(biāo)不能以明確的形式表達(dá)出來(lái)，直接采用最優(yōu)控制和最優(yōu)濾波的綜合方法所得到的控制器往往結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，甚至無(wú)法實(shí)現(xiàn)。于是恢復(fù)了對(duì)頻域法的興趣。60年代中期卡爾曼就提出用頻域法描述最優(yōu)控制問(wèn)題。1969年英國(guó)曼徹斯特大學(xué)教授H.H.羅森布羅克發(fā)表著名論文《用逆奈奎斯特陣列法設(shè)計(jì)多變量控制系統(tǒng)》，開(kāi)創(chuàng)了現(xiàn)代頻域法的新紀(jì)元。逆奈奎斯特陣列法(INA)的基本思想是:先在受控對(duì)象前面或后面加一個(gè)預(yù)補(bǔ)償器，來(lái)削弱各回路間的關(guān)聯(lián)作用，使系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)矩陣成為對(duì)角優(yōu)勢(shì)矩陣，因而系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可簡(jiǎn)化為若干單回路系統(tǒng)的補(bǔ)償設(shè)計(jì)問(wèn)題。1973年英國(guó)曼徹斯特大學(xué)教授D.Q.梅恩根據(jù)羅森布羅克的設(shè)計(jì)思想，結(jié)合波德的回差概念,提出序列回差法(SRD)。序列回差設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn)是順序地每次閉合一個(gè)回路，用經(jīng)典頻域法計(jì)算反饋對(duì)整個(gè)閉環(huán)傳遞函數(shù)的影響,根據(jù)回差概念,順序迭代進(jìn)行，逐步完成整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。它不要求加預(yù)補(bǔ)償器，進(jìn)行對(duì)角優(yōu)勢(shì)處理，因而簡(jiǎn)便直觀。1973年英國(guó)學(xué)者D.H.歐文斯把經(jīng)典控制理論和狀態(tài)空間法結(jié)合起來(lái)提出并矢展開(kāi)法，并用這種方法成功地分析了核反應(yīng)堆模型。并矢展開(kāi)法是用控制器直接補(bǔ)償受控對(duì)象的特征傳遞函數(shù),因而控制器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于實(shí)現(xiàn)。但此法有一定的局限性。1975年英國(guó)曼徹斯特大學(xué)教授A.G.J.麥克法蘭把經(jīng)典控制理論中的波德－奈奎斯特法和狀態(tài)空間法結(jié)合起來(lái)提出特征軌跡法。這種方法是通過(guò)變換求出特征傳遞函數(shù)和特征方向，用經(jīng)典控制理論中的奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)，由開(kāi)環(huán)的特征軌跡判定閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和整體特性，由特征方向判定系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)程度。因此這是一種比較完整的分析設(shè)計(jì)法,也是一種試湊法,設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)非常重要?，F(xiàn)代頻域法已成功地用于石油、化工、造紙、原子反應(yīng)堆、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)和自動(dòng)駕駛儀等設(shè)備中多變量系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)上，取得了令人滿意的結(jié)果。在控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)程序包中現(xiàn)代頻域法也占有重要地位。

現(xiàn)代控制理論的迅速發(fā)展，使控制理論與數(shù)學(xué)緊密地聯(lián)系在一起，成為應(yīng)用數(shù)學(xué)的一個(gè)分支。1969年卡爾曼等人用模論創(chuàng)立了代數(shù)系統(tǒng)理論。1974年加拿大數(shù)學(xué)家W.M.旺納姆引入不變子空間的概念，創(chuàng)立了幾何系統(tǒng)理論。赫爾斯特朗等人提出的量子力學(xué)系統(tǒng)理論則具有完全不同的形式，很可能應(yīng)用到激光那樣的系統(tǒng)中。現(xiàn)代控制理論變得相當(dāng)復(fù)雜,使它的應(yīng)用一度受到限制。因而從60年代末到70年代初開(kāi)始出現(xiàn)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CADCS)?？刂乒こ處熆梢岳肅ADCS軟件包借助于電子計(jì)算機(jī)在短時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)出優(yōu)良的控制系統(tǒng)。

系統(tǒng)辨識(shí)、建模與仿真現(xiàn)代控制理論中最優(yōu)控制器的設(shè)計(jì)、觀察器的設(shè)計(jì)和零極點(diǎn)配置等都是在已知系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)方程或狀態(tài)方程的前提下進(jìn)行的。這些系統(tǒng)綜合方法往往選擇一種使用方便的描述形式，而不考慮如何獲得這些數(shù)學(xué)模型。在實(shí)際應(yīng)用中系統(tǒng)的模型往往是未知的。對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)用已知的物理規(guī)律來(lái)建立模型常常遇到難以克服的困難。于是根據(jù)系統(tǒng)的輸入輸出數(shù)據(jù)來(lái)建立數(shù)學(xué)模型的方法便發(fā)展起來(lái)，逐步形成了系統(tǒng)辨識(shí)的理論和方法。1962年美國(guó)數(shù)學(xué)家L.A.扎德首先提出系統(tǒng)辨識(shí)的概念，把系統(tǒng)辨識(shí)定義為在輸入輸出的基礎(chǔ)上從一類系統(tǒng)中確定一個(gè)與所測(cè)系統(tǒng)等價(jià)的系統(tǒng)。1967年瑞典自動(dòng)控制專家K.J.阿斯特勒姆提出最小二乘辨識(shí)，解決了線性定常系統(tǒng)參數(shù)估計(jì)問(wèn)題和定階方法，證明了白噪聲下線性二乘估計(jì)的一致性。1971年阿斯特勒姆和P.艾克霍夫發(fā)表系統(tǒng)辨識(shí)綜述的文章，提出著名的論斷：“多變量系統(tǒng)的本質(zhì)困難是找出系統(tǒng)的一個(gè)適當(dāng)表示形式，一旦確定了這種表示形式，辨識(shí)方法方面與單變量系統(tǒng)相比并沒(méi)有多大困難?！卑严到y(tǒng)辨識(shí)歸結(jié)為用一個(gè)系統(tǒng)模型來(lái)表示客觀系統(tǒng)（或要構(gòu)造的系統(tǒng)）本質(zhì)特征的演算，并用這個(gè)模型把對(duì)客觀系統(tǒng)的理解表示為有用的形式。1978年瑞典自動(dòng)控制專家L.楊把系統(tǒng)辨識(shí)重新定義為按照一個(gè)準(zhǔn)則在模型類中選擇一個(gè)與數(shù)據(jù)擬合得最好的模型。1967年在捷克斯洛伐克首都布拉格召開(kāi)第一屆IFAC系統(tǒng)辨識(shí)學(xué)術(shù)討論會(huì),此后每三年召開(kāi)一次,促進(jìn)了系統(tǒng)辨識(shí)的迅速發(fā)展。系統(tǒng)辨識(shí)的應(yīng)用也日益廣泛。在工程技術(shù)界主要用來(lái)建立動(dòng)態(tài)模型，以便進(jìn)行各種控制；在生物醫(yī)學(xué)界主要是用數(shù)據(jù)建立模型來(lái)了解系統(tǒng)的機(jī)理，從外部可測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)探測(cè)內(nèi)部生理參數(shù)的變化；在社會(huì)經(jīng)濟(jì)界主要用來(lái)建立預(yù)測(cè)模型，對(duì)未來(lái)的發(fā)展作出合理的推測(cè)。

在分析、綜合和設(shè)計(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)程中除了應(yīng)用理論進(jìn)行計(jì)算以外，常常要對(duì)系統(tǒng)的特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。顯然，在系統(tǒng)未建立前是不可能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)的。對(duì)于已有的系統(tǒng)，如果系統(tǒng)十分復(fù)雜，在實(shí)際系統(tǒng)上進(jìn)行試驗(yàn)，不論出于經(jīng)濟(jì)還是安全的考慮，都是不能允許的，有時(shí)甚至是不可能的。為此，有必要在仿真設(shè)備上試驗(yàn)系統(tǒng)，包括建立、修改、復(fù)現(xiàn)系統(tǒng)的模型，通常把這種試驗(yàn)過(guò)程稱為系統(tǒng)仿真。20世紀(jì)40年代制成的第一臺(tái)電子模擬計(jì)算機(jī)就是用電子設(shè)備來(lái)復(fù)現(xiàn)各種不同物理本質(zhì)的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。它是50～60年代主要仿真設(shè)備。電子數(shù)字計(jì)算機(jī)誕生以后，很快被用于系統(tǒng)仿真，并逐步取代模擬機(jī)而成為主要的仿真設(shè)備。50年代末由于空間技術(shù)的需要開(kāi)始出現(xiàn)混合仿真。到了70年代幾乎所有的發(fā)達(dá)國(guó)家都建立了混合仿真實(shí)驗(yàn)基地。70年代中期出現(xiàn)微型機(jī)陣列組成的全數(shù)字并行仿真系統(tǒng)。系統(tǒng)仿真還被用來(lái)構(gòu)成一種以訓(xùn)練為目的的自動(dòng)控制系統(tǒng)──訓(xùn)練仿真器。1976年正式成立國(guó)際仿真數(shù)學(xué)與仿真計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)(IMCAS；其前身是1955年成立的國(guó)際模擬計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì))。每三年舉行一次國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議,推動(dòng)著仿真技術(shù)的迅速發(fā)展?，F(xiàn)在系統(tǒng)辨識(shí)、建模和仿真已成為系統(tǒng)和控制領(lǐng)域中十分活躍的重要學(xué)科。

自適應(yīng)控制和自校正調(diào)節(jié)器50年代初為了設(shè)計(jì)飛機(jī)的自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)，使其能在較寬的速度和高度范圍內(nèi)飛行，開(kāi)始重視自適應(yīng)控制的研究。60年代控制理論的發(fā)展加深了對(duì)自適應(yīng)過(guò)程的理解。自適應(yīng)控制可用隨機(jī)遞推過(guò)程來(lái)描述。到了70年代由于微電子學(xué)有了新的突破，可用簡(jiǎn)單而經(jīng)濟(jì)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)控制。目前對(duì)于參數(shù)自適應(yīng)控制已研究出3種方法,即增益調(diào)整法、模型參考法和自校正調(diào)節(jié)器。自校正調(diào)節(jié)器的思想是1970年V.彼得卡首先提出來(lái)的。1973年阿斯特勒姆證明了在一定條件下自校正調(diào)節(jié)器收斂于最小方差控制器，從而建立了自校正調(diào)節(jié)器的理論基礎(chǔ)。自校正調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)，易用微處理機(jī)實(shí)現(xiàn)，已成功地用于飛機(jī)及導(dǎo)彈的自動(dòng)導(dǎo)航裝置，超級(jí)油輪的自動(dòng)導(dǎo)航，以及造紙廠、水泥廠、化工廠和鈦氧化爐等自適應(yīng)控制。

遙測(cè)、遙控和遙感19世紀(jì)末已出現(xiàn)了遠(yuǎn)距離測(cè)量和控制的嘗試。20世紀(jì)20年代遙測(cè)和遙控開(kāi)始達(dá)到實(shí)用階段，用于鐵路上信號(hào)和道岔的控制。1930年發(fā)送了世界上第一個(gè)無(wú)線電高空探測(cè)儀，用以測(cè)量大氣層的氣象數(shù)據(jù)。這是第一臺(tái)比較完善的無(wú)線電遙測(cè)設(shè)備。到了40年代，大電力系統(tǒng)，石油、天然氣管道輸送系統(tǒng)和城市公用事業(yè)系統(tǒng)都需要通過(guò)遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)來(lái)對(duì)地理上分散的對(duì)象進(jìn)行集中監(jiān)控，促進(jìn)了遙測(cè)遙控系統(tǒng)的發(fā)展。蘇聯(lián)和東歐各國(guó)把這類系統(tǒng)稱為遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)。

遙測(cè)就是對(duì)被測(cè)對(duì)象的某些參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)距離測(cè)量。一般是由傳感器測(cè)出被測(cè)對(duì)象的某些參數(shù)并轉(zhuǎn)變成電信號(hào),然后應(yīng)用多路通信和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù),將這些電信號(hào)傳送到遠(yuǎn)處的遙測(cè)終端，進(jìn)行處理、顯示及記錄。遙信則是對(duì)遠(yuǎn)距離被測(cè)對(duì)象的工作極限狀態(tài)（是否工作或工作是否正常）進(jìn)行測(cè)量。遙控就是對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制。遙控技術(shù)綜合應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制，并對(duì)遠(yuǎn)距離被控對(duì)象進(jìn)行監(jiān)測(cè)。其中對(duì)遠(yuǎn)距離被控對(duì)象的工作狀態(tài)的調(diào)整稱為遙調(diào)。對(duì)按一定導(dǎo)引規(guī)律運(yùn)動(dòng)的被控對(duì)象進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制則稱為制導(dǎo)，即控制和導(dǎo)引，在航天、航空和航海上有廣泛的應(yīng)用。

最初的遙測(cè)遙控系統(tǒng)采用有線信道，利用電信號(hào)的基本特征（如交流電的頻率、幅度、相位等）進(jìn)行遙測(cè)和遙控，稱為直接式遙測(cè)遙控系統(tǒng)。為了適應(yīng)多路傳輸，40～50年代發(fā)展了同步選擇式遙測(cè)遙控系統(tǒng)。60年代研制成循環(huán)式遙測(cè)遙控系統(tǒng)。70年代又出現(xiàn)可編程序遙測(cè)遙控系統(tǒng)，自適應(yīng)遙測(cè)遙控系統(tǒng)和分集式遙測(cè)遙控系統(tǒng)。

無(wú)線電遙測(cè)遙控系統(tǒng)是在第二次世界大戰(zhàn)期間發(fā)展起來(lái)的，50年代以來(lái)由于空間技術(shù)的需要而得到迅速的發(fā)展。例如：航天飛機(jī)中航天員的工作情況可由飛機(jī)中電視攝像機(jī)攝取后通過(guò)無(wú)線電信道送至地面監(jiān)控站，航天員可與監(jiān)控站直接通話，接受指揮人員的指令。航天員的生理情況由傳感器測(cè)量后通過(guò)遙測(cè)通道傳至地面監(jiān)控站。人造衛(wèi)星和航天飛機(jī)利用遙感技術(shù)攝取的有關(guān)環(huán)境、資源、氣象等照片，也可通過(guò)同樣途徑傳至地面監(jiān)控站。監(jiān)控站也可對(duì)飛船中的設(shè)備進(jìn)行操縱或控制。

60年代以后遙感技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。遙感就是裝載在飛機(jī)或人造衛(wèi)星等運(yùn)載工具上的傳感器，收集由地面目標(biāo)物反射或發(fā)射來(lái)的電磁波，利用這些數(shù)據(jù)來(lái)獲得關(guān)于目標(biāo)物的信息。以飛機(jī)為主要運(yùn)載工具的航空遙感發(fā)展到以地球衛(wèi)星和航天飛機(jī)為主要運(yùn)載工具的航天遙感以后，使人們能從宇宙空間的高度上大范圍地周期性地快速地觀測(cè)地球上的各種現(xiàn)象及其變化，從而使人類對(duì)地球資源的探測(cè)和對(duì)地球上一些自然現(xiàn)象的研究進(jìn)入了一個(gè)新的階段?，F(xiàn)已應(yīng)用在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、地質(zhì)、地理、海洋、水文、氣象、環(huán)境保護(hù)和軍事偵察等領(lǐng)域。

60年代出現(xiàn)的遙操器是一種由人手操縱的機(jī)械、機(jī)電或機(jī)械液壓設(shè)備，可使人在現(xiàn)場(chǎng)以外的地方進(jìn)行操縱。已廣泛用于核工程、海洋工程、石油鉆探和空間技術(shù)等部門(mén)。遙操器上常裝有觸覺(jué)和視覺(jué)傳感器。例如：航天飛機(jī)上航天員可操縱遙操器來(lái)捕捉待修理的人造衛(wèi)星，修復(fù)后再用遙操器重置于軌道上。

綜合自動(dòng)化50年代末到60年代初開(kāi)始出現(xiàn)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)控制的化工廠，60年代末在制造工業(yè)中出現(xiàn)了許多自動(dòng)生產(chǎn)線，工業(yè)生產(chǎn)開(kāi)始由局部自動(dòng)化向綜合自動(dòng)化方向發(fā)展。70年代以來(lái)微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)器人技術(shù)的重大突破，促進(jìn)了綜合自動(dòng)化的迅速發(fā)展。過(guò)程控制方面，1975年開(kāi)始出現(xiàn)集散型控制系統(tǒng)，使過(guò)程自動(dòng)化達(dá)到很高的水平。制造工業(yè)方面，在采用成組技術(shù)、數(shù)控機(jī)床、加工中心和群控的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的柔性制造系統(tǒng)（FMS）及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)和計(jì)算機(jī)輔助制造 (CAM)系統(tǒng)成為工廠自動(dòng)化的基礎(chǔ)。70年代開(kāi)發(fā)出來(lái)的一批工業(yè)機(jī)器人、感應(yīng)式無(wú)人搬運(yùn)臺(tái)車(chē)、自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)和無(wú)人叉車(chē)成為綜合自動(dòng)化的強(qiáng)有力的工具。柔性制造系統(tǒng)是從60年代開(kāi)始研制的，1972年美國(guó)第一套柔性制造系統(tǒng)正式投入生產(chǎn)。70年代末到80年代初柔性制造系統(tǒng)得到迅速的發(fā)展，普遍采用搬運(yùn)機(jī)器人和裝配機(jī)器人。1982年10月在英國(guó)的普賴頓召開(kāi)第一屆柔性制造系統(tǒng)國(guó)際會(huì)議。據(jù)與會(huì)代表統(tǒng)計(jì)當(dāng)時(shí)已有20個(gè)柔性制造系統(tǒng)投入生產(chǎn)。

70年代出現(xiàn)用專用機(jī)床組成的無(wú)人工廠，80年代初才出現(xiàn)用柔性制造系統(tǒng)組成的無(wú)人工廠。例如：日本富士通公司的一個(gè)無(wú)人工廠每月生產(chǎn)機(jī)械手50臺(tái)，線切割機(jī)床100臺(tái)，數(shù)控機(jī)床100臺(tái)，全廠共83人。白班有19名工人在加工車(chē)間，63名工人在裝配車(chē)間,夜班只有1人在中央控制室內(nèi)監(jiān)視所有工位的工作情況，實(shí)現(xiàn)了加工車(chē)間夜班無(wú)人化的目標(biāo)。目前正致力于裝配自動(dòng)化的研究，使整個(gè)工廠成為無(wú)人工廠。

柔性制造系統(tǒng)是在生產(chǎn)對(duì)象有一定限制的條件下有靈活應(yīng)變能力的系統(tǒng)，其著眼點(diǎn)主要是放在具體的硬設(shè)備上。為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的飛躍，自動(dòng)機(jī)械上用的軟件就成為突出的問(wèn)題。最終的目標(biāo)就是要使整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程軟件化，這就要研究計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)。它是指在生產(chǎn)中應(yīng)用自動(dòng)化可編程序，把加工、處理、搬運(yùn)、裝配和倉(cāng)庫(kù)管理等真正結(jié)合成一個(gè)整體，只要變換一下程序，就可以適用于不同產(chǎn)品的全部加工過(guò)程。

大系統(tǒng)理論的誕生系統(tǒng)和控制理論的應(yīng)用從60年代中期開(kāi)始逐漸從工業(yè)方面滲透到農(nóng)業(yè)、商業(yè)和服務(wù)行業(yè)，以及生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境保護(hù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)各個(gè)方面。由于現(xiàn)代社會(huì)科學(xué)技術(shù)的高度發(fā)展出現(xiàn)了許多需要綜合治理的大系統(tǒng)，現(xiàn)代控制理論又無(wú)法解決這樣復(fù)雜的問(wèn)題，系統(tǒng)和控制理論急待有新的突破。在計(jì)算機(jī)技術(shù)方面,60年代初開(kāi)始發(fā)展數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù),1970年提出關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù),到80年代數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)?shù)乃健?0年代末計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)相結(jié)合產(chǎn)生了數(shù)據(jù)通信。1969年美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究局的阿帕網(wǎng)(ARPA)的第一期工程投入使用取得成功,開(kāi)創(chuàng)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的新紀(jì)元。數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為80年代實(shí)現(xiàn)管理自動(dòng)化創(chuàng)造了良好的條件。管理自動(dòng)化的一個(gè)核心問(wèn)題是辦公室自動(dòng)化，這是從70年代開(kāi)始發(fā)展起來(lái)的一門(mén)綜合性技術(shù)，到80年代已初步成熟。辦公室自動(dòng)化為管理自動(dòng)化奠定了良好的基礎(chǔ)。

60年代末生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化開(kāi)始由局部自動(dòng)化向綜合自動(dòng)化方向發(fā)展。出現(xiàn)許多諸如化工聯(lián)合企業(yè)、鋼鐵聯(lián)合企業(yè)、大電力系統(tǒng)、交通管制系統(tǒng)、環(huán)境保護(hù)系統(tǒng)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)等大系統(tǒng)。對(duì)于這類大系統(tǒng)的建模與仿真，優(yōu)化和控制，分析和綜合，以及穩(wěn)定性、能控性、能觀測(cè)性和魯棒性等的研究，統(tǒng)稱為大系統(tǒng)理論。早在1965年I.萊夫科維茨就提出大系統(tǒng)多層結(jié)構(gòu)的概念，即可以根據(jù)控制(管理)的功能將大系統(tǒng)分解為若干層次。1965～1970年M.梅薩羅維茨等人提出大系統(tǒng)多級(jí)結(jié)構(gòu)的概念，可把大系統(tǒng)分解成若干子系統(tǒng)，把總目標(biāo)分解成許多子目標(biāo)。1968年提出大系統(tǒng)的分散控制方法,可用一組只有局部信息的控制器來(lái)分別控制大系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)大系統(tǒng)的次優(yōu)控制，以減少信息傳輸方面的困難和費(fèi)用。國(guó)際自動(dòng)控制聯(lián)合會(huì)(IFAC)于1976年在意大利的烏第納召開(kāi)了第一屆大系統(tǒng)學(xué)術(shù)會(huì)議，于1980年在法國(guó)的圖魯茲召開(kāi)第二屆大系統(tǒng)學(xué)術(shù)會(huì)議。美國(guó)電氣與電子工程師學(xué)會(huì)(IEEE)于1982年10月在美國(guó)弗吉尼亞州弗吉尼亞海灘舉行了一次國(guó)際大系統(tǒng)專題討論會(huì)。1980年在荷蘭正式出版國(guó)際性期刊《大系統(tǒng)──理論與應(yīng)用》。這些活動(dòng)標(biāo)志著大系統(tǒng)理論的誕生。

大系統(tǒng)理論的一個(gè)重要應(yīng)用是管理自動(dòng)化。例如：水資源系統(tǒng)的分級(jí)管理，大城市交通管制，以及聯(lián)合企業(yè)的管理自動(dòng)化等。一般可用計(jì)算機(jī)收集和處理各種信息,建立計(jì)算機(jī)管理信息系統(tǒng),根據(jù)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，以便合理地利用生產(chǎn)能力、勞力和資金，減少庫(kù)存，壓縮新產(chǎn)品投產(chǎn)的準(zhǔn)備時(shí)間,提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量,降低成本。80年代以來(lái)管理的作用正在急劇增加，在保證國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展方面已成為一個(gè)決定性因素。自動(dòng)化管理系統(tǒng)包括工藝過(guò)程管理系統(tǒng)和組織管理系統(tǒng)。建立并完善管理信息系統(tǒng)是管理自動(dòng)化的基礎(chǔ)。生產(chǎn)綜合自動(dòng)化與組織管理自動(dòng)化相結(jié)合，將使人類的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)新的飛躍，人類社會(huì)的生活方式也將發(fā)生新的變化。

人工智能和模式識(shí)別用機(jī)器來(lái)模擬人的智能，雖然是人類很早以前就有的愿望，但其實(shí)現(xiàn)還是從有了電子計(jì)算機(jī)以后才開(kāi)始的。1936年，A.M.圖靈提出了用機(jī)器進(jìn)行邏輯推理的想法。50年代以來(lái)，人工智能的研究是基于使計(jì)算機(jī)更有用而展開(kāi)的。

早期的人工智能研究是從探索人的解題策略開(kāi)始，即從智力難題、弈棋、難度不大的定理證明入手，總結(jié)人類解決問(wèn)題時(shí)的心理活動(dòng)規(guī)律,然后用計(jì)算機(jī)模擬,讓計(jì)算機(jī)表現(xiàn)出某種智能。

1948年美國(guó)數(shù)學(xué)家N.維納在《控制論》一書(shū)的附注中首先提出制造弈棋機(jī)的問(wèn)題。1954年美國(guó)國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司(IBM)的工程師 A.L.塞繆爾應(yīng)用啟發(fā)式程序編成跳棋程序,存儲(chǔ)在電子數(shù)字計(jì)算機(jī)內(nèi),制成能積累下棋經(jīng)驗(yàn)的弈棋機(jī)。1959年該弈棋機(jī)擊敗了它的設(shè)計(jì)者。1956年A.紐厄爾、H.A.西蒙和J.C.肖研制了一個(gè)稱為邏輯理論家的程序，用電子數(shù)字計(jì)算機(jī)證明了懷特海和羅素的名著《數(shù)學(xué)原理》第二章52條定理中的33條定理。1956年M.L.明斯基，J.麥卡錫，紐厄爾和H.A.西蒙等10位科學(xué)家發(fā)起在達(dá)特茅斯大學(xué)召開(kāi)人工智能學(xué)術(shù)討論會(huì)，標(biāo)志人工智能這一學(xué)科正式誕生。1960年人工智能的 4位奠基人，即美國(guó)斯坦福大學(xué)的麥卡錫，麻省理工學(xué)院的明斯基,卡內(nèi)基-梅隆大學(xué)的紐厄爾和西蒙組成了第一個(gè)人工智能研究小組，有力地推動(dòng)了人工智能的發(fā)展。從1967年開(kāi)始出版不定期刊物《機(jī)器智能》,共出版了9集。從1970年開(kāi)始出版期刊《人工智能》。從1969年開(kāi)始每二年舉行一次人工智能?chē)?guó)際會(huì)議 (IJCAI)。這些活動(dòng)進(jìn)一步促進(jìn)了人工智能的發(fā)展。70年代以來(lái)微電子技術(shù)和微處理機(jī)的迅速發(fā)展，使人工智能和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合起來(lái)。一方面在設(shè)計(jì)高級(jí)計(jì)算機(jī)時(shí)廣泛應(yīng)用人工智能的成果，另一方面又利用超級(jí)微處理機(jī)實(shí)現(xiàn)人工智能，大大地加速了人工智能的研究和應(yīng)用。人工智能的基礎(chǔ)是知識(shí)獲取、表示技術(shù)和推理技術(shù)，常用的人工智能語(yǔ)言則是LISP語(yǔ)言和PROLOG語(yǔ)言，人工智能的研究領(lǐng)域涉及自然語(yǔ)言理解、自然語(yǔ)言生成、機(jī)器視覺(jué)、機(jī)器定理證明、自動(dòng)程序設(shè)計(jì)、專家系統(tǒng)和智能機(jī)器人等方面。人工智能已發(fā)展成為系統(tǒng)和控制研究的前沿領(lǐng)域。

1977年E.A.費(fèi)根鮑姆在第五屆國(guó)際人工智能會(huì)議上提出了知識(shí)工程問(wèn)題。知識(shí)工程是人工智能的一個(gè)分支，它的中心課題就是構(gòu)造專家系統(tǒng)。1973～1975年費(fèi)根鮑姆領(lǐng)導(dǎo)斯坦福大學(xué)的一個(gè)研究小組研制成功一個(gè)用于診治血液傳染病和腦膜炎的醫(yī)療專家系統(tǒng)MYCIN,能學(xué)習(xí)專家醫(yī)生的知識(shí),模仿醫(yī)生的思維和診斷推理,給出可靠的診治建議。1978年費(fèi)根鮑姆等人研制成功水平很高的化學(xué)專家系統(tǒng) DENDRAL。1982年美國(guó)學(xué)者W.R.納爾遜研制成功診斷和處理核反應(yīng)堆事故的專家系統(tǒng) REACTOR。中國(guó)也已經(jīng)研制成功中醫(yī)專家系統(tǒng)和蠶育種專家系統(tǒng)?，F(xiàn)在專家系統(tǒng)已應(yīng)用在醫(yī)學(xué)、機(jī)器故障診斷、飛行器設(shè)計(jì)、地質(zhì)勘探、分子結(jié)構(gòu)和信號(hào)處理等方面。

為了擴(kuò)大計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，使計(jì)算機(jī)能直接接受和處理各種自然的模式信息，即語(yǔ)言、文字、圖像、景物等，模式識(shí)別研究受到人們的重視。1956年，O.塞爾弗里奇等人研制出第一個(gè)字符識(shí)別程序，隨后出現(xiàn)了字符識(shí)別系統(tǒng)和圖像識(shí)別系統(tǒng)，并形成了以統(tǒng)計(jì)法和結(jié)構(gòu)法為核心的模式識(shí)別理論，語(yǔ)音識(shí)別和自然語(yǔ)言理解的研究也取得了較大進(jìn)展，為人和計(jì)算機(jī)的直接通信提供了新的接口。

60年代末到70年代初美國(guó)麻省理工學(xué)院、斯坦福大學(xué)和英國(guó)愛(ài)丁堡大學(xué)對(duì)機(jī)器人學(xué)進(jìn)行了許多理論研究，注意到把人工智能的所有技術(shù)綜合在一起，研制出智能機(jī)器人，如麻省理工學(xué)院和斯坦福大學(xué)的手眼裝置、日立公司有視覺(jué)和觸覺(jué)的機(jī)器人等。由于機(jī)器人在提高生產(chǎn)率，把人從危險(xiǎn)、惡劣等工作條件下替換出來(lái)，擴(kuò)大人類的活動(dòng)范圍等方面顯示出極大的優(yōu)越性，所以受到人們的重視，機(jī)器人技術(shù)發(fā)展很快，并得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，并在工業(yè)生產(chǎn)、核電站設(shè)備檢查、維修、海洋調(diào)查、水下石油開(kāi)采、宇宙探測(cè)等方面大顯身手，正在研究中的軍用機(jī)器人也具有較大的潛在應(yīng)用價(jià)值，關(guān)于機(jī)器人的設(shè)計(jì)、制造和應(yīng)用的技術(shù)形成了機(jī)器人學(xué)。

總結(jié)人工智能研究的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，人們認(rèn)識(shí)到，讓機(jī)器求解問(wèn)題必須使機(jī)器具有人類專家解決問(wèn)題的那些和識(shí)，人工智能的實(shí)質(zhì)應(yīng)是如何把人的知識(shí)轉(zhuǎn)移給機(jī)器的問(wèn)題。1977年,費(fèi)根鮑姆首倡專家系統(tǒng)和知識(shí)工程,于是以知識(shí)的獲取、表示和運(yùn)用為核心的知識(shí)工程發(fā)展起來(lái)。自70年代以來(lái)，人工智能學(xué)者已研制出用于醫(yī)療診斷、地質(zhì)勘探、化學(xué)數(shù)據(jù)解釋和結(jié)構(gòu)解釋、口語(yǔ)和圖像理解、金融決策、軍事指揮、大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)等各種專家系統(tǒng)。智能計(jì)算機(jī)、新型傳感器、大規(guī)模集成電路的發(fā)展為高級(jí)自動(dòng)化提供了新的控制方法和工具。

50年代以來(lái)，在探討生物及人類的感覺(jué)和思維機(jī)制，并用機(jī)器進(jìn)行模擬方面，取得一些進(jìn)展，如自組織系統(tǒng)、神經(jīng)元模型、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)腦模型等，對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展有所啟迪。

同一時(shí)期發(fā)展起來(lái)的一般系統(tǒng)論、耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同學(xué)和超循環(huán)理論等對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展提供了新理論和新方法。2100433B

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引言

自動(dòng)裝置的出現(xiàn)和應(yīng)用（18世紀(jì)以前）

古代自動(dòng)裝置

近代自動(dòng)裝置

自動(dòng)化技術(shù)形成時(shí)期（18世紀(jì)末～20世紀(jì)30年代）

自動(dòng)調(diào)節(jié)器的廣泛應(yīng)用

自動(dòng)調(diào)節(jié)器的穩(wěn)定性問(wèn)題

反饋控制和頻率法

程序控制和自動(dòng)機(jī)

經(jīng)典控制理論的誕生

局部自動(dòng)化時(shí)期（20世紀(jì)40～50年代）

經(jīng)典控制理論的形成和發(fā)展

局部自動(dòng)化的廣泛應(yīng)用

電子數(shù)字計(jì)算機(jī)的發(fā)明

綜合自動(dòng)化時(shí)期（20世紀(jì)50年代末起至今）

現(xiàn)代控制理論的形成和發(fā)展

系統(tǒng)辨識(shí)、建模與仿真

自適應(yīng)控制和自校正調(diào)節(jié)器

遙測(cè)、遙控和遙感

綜合自動(dòng)化

大系統(tǒng)理論的誕生

人工智能和模式識(shí)別

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