最早的自动化控制要追溯到我國(guó)古代的自动化计时器和漏壶指南車(chē)，而自动化控制技术的广泛应用(yòng)则开始于欧洲的工业革命时期。英國(guó)人瓦特在发明 蒸汽机的同时，应用(yòng)反馈原理(lǐ)，于1788年发明了离心式调速器。当负载或蒸汽量供给发生变化时，离心式调速器能(néng)够自动调节进气阀的开度，从而控制蒸汽机的转速。

150多(duō)年前第一代 过程控制體(tǐ)系是基于5－13psi的气动信号标准（气动 控制系统PCS，Pneumatic Control System）。简单的就地操作模式， 控制理(lǐ)论初步形成，尚未有(yǒu)控制室的概念。

第二代过程控制體(tǐ)系（模拟式或ACS,Analog Control System）是基于0－10mA或4－20mA的電(diàn)流模拟信号，这一明显的进步，在整整25年内牢牢地统治了整个自动控制领域。它标志(zhì)了電(diàn)气自动控制时代的到来。控制理(lǐ)论有(yǒu)了重大发展，三大控制论的确立奠定了现代控制的基础；控制室的设立，控制功能(néng)分(fēn)离的模式一直沿用(yòng)至今。

第三代过程控制體(tǐ)系（CCS，Computer Control System）.70年代开始了 数字计算机的应用(yòng)，产生了巨大的 技术优势，人们在测量， 模拟和 逻辑控制领域率先使用(yòng)，从而产生了第三代过程控制體(tǐ)系（CCS，Computer Control System）。这个被称為(wèi)第三代过程控制體(tǐ)系是自动控制领域的一次革命，它充分(fēn)发挥了计算机的特長(cháng)，于是人们普遍认為(wèi)计算机能(néng)做好一切事情，自然而然地产生了被称為(wèi)“集中控制”的中央控制计算机系统，需要指出的是系统的信号传输系统依然是大部分(fēn)沿用(yòng)4－20mA的模拟信号，但是时隔不久人们发现，随着控制的集中和可(kě)靠性方面的问题，失控的危险也集中了，稍有(yǒu)不慎就会使整个系统瘫痪。所以它很(hěn)快被发展成 分(fēn)布式控制系统（DCS）。

第四代过程控制體(tǐ)系（DCS，Distributed Control System分(fēn)布式控制系统）：随着 半导體(tǐ)制造技术的飞速发展， 微处理(lǐ)器的普遍使用(yòng)，计算机技术可(kě)靠性的大幅度增加，目前普遍使用(yòng)的是第四代过程控制體(tǐ)系（DCS，或分(fēn)布式数字控制系统），它主要特点是整个控制系统不再是仅仅具有(yǒu)一台计算机，而是由几台计算机和一些智能(néng)仪表和智能(néng)部件构成一个了控制系统。于是分(fēn)散控制成了最主要的特征。除外另一个重要的发展是它们之间的 信号传递也不仅仅依赖于4－20mA的 模拟信号，而逐渐地以数字信号来取代模拟信号。

第五代过程控制體(tǐ)系（FCS，Fieldbus Control System 现场总線(xiàn)控制系统）：FCS是从DCS发展而来，就象DCS从CCS发展过来一样，有(yǒu)了质的飞跃。“分(fēn)散控制”发展到“现场控制”；数据的传输采用(yòng)“总線(xiàn)”方式。但是FCS与DCS的真正的區(qū)别在于FCS有(yǒu)更广阔的发展空间。由于传统的DCS的技术水平虽然在不断提高，但 通信网络最低端只达到现场控制站一级，现场控制站与现场检测仪表、执行器之间的联系仍采用(yòng)一对一传输的4-20mA模拟信号，成本高，效率低，维护困难，无法发挥现场仪表智能(néng)化的潜力，实现对

现场设备工作状态的全面监控和深层次管理(lǐ)。所谓现场总線(xiàn)就是连接智能(néng)测

量与控制设备的全数字式、双向传输、具有(yǒu)多(duō)节点分(fēn)支结构的通信链路。简

单地说传统的控制是一条回路，而FCS技术是各个模块如控制器、 执行器、检测器等挂在一条总線(xiàn)上来实现通信，当然传输的也就是数字信号。主要的总

線(xiàn)有(yǒu) Profibus， LonWorks等。

1、 40年代--60年代初：

需求动力：市场竞争,资源利用(yòng)，减轻劳动强度，提高产品质量，适应批量生产需要。主要特点：此阶段主要為(wèi)单机自动化阶段，主要特点是:各种单机自动化加工设备出现，并不断扩大应用(yòng)和向纵深方向发展。典型成果和产品：硬件数控系统的数控机床。

2、60年代中--70年代初期：

需求动力：市场竞争加剧，要求产品更新(xīn)快，产品质量高，并适应大中批量生产需要和减轻劳动强度。主要特点：此阶段主要以 自动生产線(xiàn)為(wèi)标志(zhì)，其主要特点是:在单机自动化的基础上，各种组合 机床、组合生产線(xiàn)出现，同时软件数控系统出现并用(yòng)于机床， CAD、 CAM等软件开始用(yòng)于实际工程的设计和制造中，此阶段硬件加工设备适合于大中批量的生产和加工。典型成果和产品：用(yòng)于钻、镗、铣等加工的自动生产線(xiàn)。

3、70年代中期--至今：需求动力：市场环境的变化，使多(duō)品种、中小(xiǎo)批量生产中普遍性问题愈发严重，要求 自动化技术向其广度和深度发展，使其各相关技术高度综合，发挥整體(tǐ)最佳效能(néng)。主要特点：自70年代初期美國(guó)學(xué)者首次提出CIM概念至今，自动化领域已发生了巨大变化，其主要特点是:CIM已作為(wèi)一种哲理(lǐ)、一种方法逐步為(wèi)人们所接受；CIM也是一种实现集成的相应技术，把分(fēn)散独立的单元自动化技术集成為(wèi)一个优化的整體(tǐ)。所谓哲理(lǐ)，就是企业应根据需求来分(fēn)析并克服现存的“瓶颈”，从而实现不断提高实力、竞争力的思想策略；而作為(wèi)实现集成的相应技术，一般认為(wèi)是: 数据获取、分(fēn)配、共享；网络和通信；車(chē)间层设备控制器；计算机硬、软件的规范、标准等。同时，并行工程作為(wèi)一种经营哲理(lǐ)和工作模式自80年代末期开始应用(yòng)和活跃于自动化技术领域，并将进一步促进单元自动化技术的集成。典型成果和产品：CIMS工厂， 柔性制造系统(FMS)。

随着现代应用(yòng)数學(xué)新(xīn)成果的推出和 電(diàn)子计算机的应用(yòng)，為(wèi)适应 宇航技术的发展，自动控制理(lǐ)论跨入了一个新(xīn)阶段—— 现代控制理(lǐ)论。主要研究具有(yǒu)高性能(néng)，高精度的多(duō)变量变参数的 最优控制问题，主要采用(yòng)的方法是以状态為(wèi)基础的状态空间法。目前，自动控制理(lǐ)论还在继续发展，正向以控制论， 信息论，仿生學(xué)為(wèi)基础的智能(néng)控制理(lǐ)论深入。

為(wèi)了实现各种复杂的控制任務(wù)，首先要将被控制对象和控制装置按照一定的方式连接起来，组成一个有(yǒu)机的总體(tǐ)，这就是 自动控制系统。在自动控制系统中，被控对象的输出量即被控量是要求严格加以控制的物(wù)理(lǐ)量，它可(kě)以要求保持為(wèi)某一恒定值，例如温度， 压力或飞行航迹等；而控制装置则是对被控对象施加控制作用(yòng)的机构的总體(tǐ)，它可(kě)以采用(yòng)不同的原理(lǐ)和方式对被控对象进行控制，但最基本的一种是基于 反馈控制原理(lǐ)的反馈控制系统。

在反馈控制系统中，控制装置对被控装置施加的控制作用(yòng)，是取自被控量的反馈信息，用(yòng)来不断修正被控量和控制量之间的偏差从而实现对被控量进行控制的任務(wù)，这就是反馈控制的原理(lǐ)。