在當前的人類社會中，自動化技術已經滲入了我們生產、生活的方方麵麵，不管是在工業、農業、軍事、國防事業中，還是在人們的衣、食、住、行中。自動化技術對人類進步和社會發展具有巨大的推動作用，你能想象得到，如果沒有自動化技術，沒有自動化設備和自動化機械，全靠人力工作的世界會是什麼樣的嗎？
金字塔不是一天建起來的，萬裏長城也不是一朝一夕之功。同樣，自動化技術和自動控製的出現和發展也是經過了很漫長的一段時間。那麼自動化技術是怎樣一步一步發展起來的呢？它經過了一個什麼樣的發展過程呢？未來的發展方向又是什麼呢？作為一個學科的自動化是怎樣分類的呢？它具有怎樣的知識體係結構呢？在本章中將給大家一一道來。
1.1無處不在的自動化應用
人類自開始進行勞動以來，就一直夢想著製造出無需人的參與就可以自己完成任務的勞動工具。
從刀耕火種的年代起，人們就夢想著省時省力地生產出更多的東西，來滿足人們生活的需要。在幾千年的生產過程中，人們發明了很多節省力氣的工具，如在河流上建造的水車。它可以通過水的衝擊帶動輪子轉動，實現灌溉、淘米等工作。
伴隨1788年工業革命的到來，自動化的發展加快了步伐，人們開始用機器代替人類完成一部分工作。還記得卓別林大師表演的無聲電影《摩登時代》嗎？它很好地記錄了工業自動化帶給人們的輕鬆快樂，以及人在流水線上顯出的難以適應的無奈。值得一提的是工業革命時期瓦特最著名的發明——蒸汽機，它大大改變了人類的社會生產活動。此後，人們一直在探索，尤其是在第二次世界大戰期間，各國政府積極研究製作戰爭武器、設備和裝備，為自動化技術的應用提供了舞台。1948年，美國應用數學家諾伯特·維納發表了自動化的理論基礎著作——《控製論》，這標誌著自動化技術的正式誕生。
控製論作為自動化技術的理論基礎從誕生到現在，在工農業生產、交通運輸、國防建設和航空航天事業等各個領域大顯身手，得到了廣泛的應用。上至天上飛的太空飛行器、人造衛星等，下至水下遊的潛艇、水下機器人等；大至飛機、飛行器，小至自動門鎖、電子錢包……無處不存在著自動化技術的應用。
進入21世紀以來，伴隨著科學技術和經濟的發展，自動化技術更快地滿足了人們日益增長的需求，進入飛速發展階段。在我們的生活中，自動化技術無處不在，與我們息息相關。生活中我們無時無刻不在和自動化技術打交道，到處是高端智能的自動化產品，比如下麵我們居家使用的各種電器：
數字智能鎖。它是一種小型數字自動化設備，無需鑰匙，即可打開一扇門。如我們住酒店時的開門卡，在鎖孔處一放，即可打開房門。
洗衣機。眾所周知，它是數字自動化的很好體現。我們隻需輕輕按一下鍵，洗衣機就可以自動完成一係列的洗衣程序。
電視機、空調。它們的遙控開關，也靠數字自動化實現。
電風扇。它的驅動機構是電動機，執行機構是扇葉，控製扇葉運轉采用的也是自動化技術。
微波爐、電飯煲。它們可以自動控溫，並有預約功能，讓人們可以輕鬆地烹飪食物。
總之，生活中時時、處處都有自動化技術的應用。那麼，自動化技術是什麼時候開始出現的，它又經過了怎樣的發展過程呢？讓我們來了解一下它的曆史背景吧。
1.2自動化技術的前世今生
1.2.1我國古代的自動化裝置
我國自動化的曆史可以一直追溯到兩千多年以前。最具代表性的是我國漢代的指南車。指南車不僅是我國古代偉大的發明之一，也是世界上最早的應用控製論的機械。英國著名科學史專家李約瑟曾說，中國古代的指南車“是人類曆史上邁向控製論機器的第一步”，是人類“第一架體內穩定機”。
除了指南車，在我國古代還出現了許多具有其他用途的自動裝置，比如說：
（1）自動計時器——漏壺
我國現存最完整的成組滴漏是元代仁宗延祐三年（1316年）鑄造的。它由4個放在階梯上的漏壺組成，由上而下分別為日壺、月壺、星壺和最底下一層的受水壺。在日、月、星壺的底部各有一個出水的龍頭。受水壺壺蓋正中立一銅表尺，上有時辰刻度。銅尺前放一木製浮箭，木箭下端是一木板，叫浮舟。水由日壺按次沿龍頭滴下，使得受水壺中的水隨時間的推移而逐漸增加，浮箭逐漸上升，從而讀出一天12個時辰（1個時辰=2小時）時間。
（2）自動記載行車
記裏鼓車分上下兩層，上層設一鍾，下層設一鼓。記裏鼓車上有小木人，車走十裏，木人擊鼓一次，當擊鼓十次，就擊鍾一次。這個原理同我們現在的十進製的計數器有異曲同工之妙。
（3）顯示星空運行規律的天文儀器——渾天儀
它的主要組成部分有漏壺、一種稱為渾象的儀器和一套轉動機械。它是利用漏壺的流水轉動機械來控製渾象，使它與天球同步轉動，以顯示星空的周日視運動（由於地球每天從西向東自轉一周，造成太陽每天早上從東方升起，晚上從西方落下的自然現象。因為這種現象是地球自轉造成的人的視覺效果，所以天文學上把太陽的這種運動叫作周日視運動），如恒星的出沒和中天（天體經過觀測者的子午圈）等。
（4）測量地震的——候風地動儀
候風地動儀用精銅製成，外形像一個大型酒樽。裏麵有精巧的結構，主要為中間的都柱（相當於一種倒立型的震擺）和它周圍的八道（裝置在擺周圍的8組機械裝置）。在樽的外麵相應地設置8條口含小銅珠的龍，每個龍頭下麵都有一隻蟾蜍張口向上。如果發生較強的地震，都柱因受到震動而失去平衡，這樣就會觸動八道中的一道，使相應的龍口張開，小銅珠即落入蟾蜍口中，由此便可知道地震發生的時間和方向。值得一提的是，渾天儀、地動儀和記裏鼓車都是由1800多年前的漢代大科學家張衡發明的。
（5）集觀測天象的渾儀、演示天象的渾象、計量時間的漏刻和報告時刻的機械裝置於一體的綜合性觀測儀器——水運儀象台
它實際上是一座小型的天文台。這台儀器的製造水平堪稱一絕，充分體現了我國古代人民的聰明才智和富於創造的精神。
1.2.2自動化技術的發展階段
上節提及的古代發明是自動化技術應用的雛形，是人們聰明才智的體現。概括起來說，自動化技術的發展大致可以分為以下幾個階段。
（1）第一階段：自動化技術萌芽期——自動裝置的出現和應用（18世紀以前）
早在1世紀，古埃及和希臘的發明家們為適應當時宗教活動的需要，創造了一些自動裝置。如教堂廟門自動開啟裝置、銅祭司自動灑聖水裝置、投幣式聖水箱和教學門口自動鳴叫的青銅小鳥等。
17世紀以來，隨著生產的發展，在歐洲一些國家相繼出現了多種自動裝置，比較典型的像法國物理學家B.帕斯卡在1642年發明的能自動進位的加法器；荷蘭機械師C.惠更斯於1657年發明的擺鍾（利用錐形擺作調速器）；英國機械師E.李1745年發明的帶有風向控製的風磨（它是利用尾翼來使主翼對準風向的）；俄國機械師И.И波爾祖諾夫1765年發明的浮子閥門式水位調節器，用於蒸汽鍋爐水位的自動控製。
（2）第二階段：自動化技術形成期（18世紀末至20世紀30年代）
公認的自動化技術始於18世紀前後，當時工業革命正在英國如火如荼地開展，社會對動力的需求急劇增加，因此加速驅動了自動化技術在工業上的應用。1788年，瓦特為了解決工業生產中提出的蒸汽機的速度控製問題，把離心式調速器與蒸汽機的閥門連接起來，構成蒸汽機轉速調節係統，使蒸汽機變為既安全又實用的動力裝置。這項發明對第一次工業革命和控製理論後來的發展產生了重要影響。所以說，推動自動化技術發展的不竭動力源泉更多是來自迫切的社會需要。
但是，當人們在使用蒸汽機的時候，就發現其轉速不夠穩定，為解決這個問題，飛球轉速控製器即離心調速器誕生了。可是，人們在使用中很快又發現，有的蒸汽機飛球轉速控製器在投入運行後，蒸汽機的轉速產生周期性的大幅度波動，無法正常工作。用現在的話來說，就是係統極不穩定。那個時候，人們還沒有係統的概念，也沒有反饋的概念，無法從理論上解釋這種不穩定現象。人們就反複地在蒸汽機的製造工藝上盲目地摸索，努力減小摩擦，調整彈簧，等等。這種情況持續了大約一個世紀之久，蒸汽機轉速的不穩定問題引起了許多科學家的注意。