Теория автоматического управления зародилась еще в 19-м веке, во его второй половине, и носила название «регулирование». С расширением области применения машин с паровыми двигателями появилась необходимость в специальных регуляторах, представляемых собой устройства, поддерживающие бесперебойный режим работы таких машин. Именно этот факт и дал толчок для начала научных исследований в области технического управления объектами и известен под названием «теория автоматического регулирования». В дальнейшем учеными были выведены основные аспекты данного учения, которые довольно успешно могут быть применены и в таких системах, как социальные и экономические. Поэтому первоначальное название было заменено на термин широкого значения – «Теория автоматического управления».
Следующим этапом в этой сфере исследования служит процесс внедрения в систему управления (СУ) и регулирования устройств автоматики некоторых электронных элементов и телемеханики. Данный факт способствовал появлению достаточно точных систем наведения и слежения, телеизмерения и телеуправления, автоматической коррекции и контроля. 20-й век (50-е года) знаменит созданием автоматических систем управления промышленными комплексами и производственными процессами с использованием электронных вычислительных машин.
Управление любым объектом подразумевает воздействие на него для достижения цели, определяемой конкретным процессом или состоянием. В виде объекта управления (ОУ) могут быть приняты электродвигатель, любой станок или самолет. Использование технических средств без привлечения человека к процессу управления носит название автоматического. В свою очередь, система автоматического управления (САУ) формируется на основе объединения средств автоматического управления и ОУ.
Основы теории автоматического управления предполагают поддержание законов изменения определенных физических величин, которые характеризуют протекающие в ОУ процессы, без участия человека. Такие величины носят название «управляемые величины». В данном классе систем можно увидеть системы автоматического регулирования. В их задачу входит установление на постоянном уровне значений управляемой величины. Также необходимо достижение изменений этой же величины в рамках заданной программы. Например, при рассмотрении хлебопекарной печи в качестве объекта управления и в качестве управляемой величины будет служить температура, изменяющая свои значения по определенной программе, исходя из требований технологического процесса.
В дальнейших исследованиях цель управления связывалась непосредственно с комплексом показателей качества, которые давали полную характеристику системы. В свою очередь, к данным показателям стали предъявляться требования по достижению ими наименьших или наибольших (предельных) значений. Именно для этого и были созданы самоприспосабливающиеся или адаптивные системы.
Теория автоматического управления способствует улучшению функционирования объекта, который должен управляться со стороны специальной системы. Зачастую такие вспомогательные операции, как пуск, контроль, остановка и наладка, могут быть также автоматизированы. Сама по себе САУ должна функционировать в составе определенного производственного комплекса.
Теория автоматического управления рассматривает такие классификации систем управления, как:
- тип контура управления;
- способ передачи сигналов.
Теория автоматического управления должна изучать закономерности процессов, протекающих при построении САУ, исследовать конструктивные особенности объекта управления с учетом условий его работы для построения качественных, точных и работоспособных управляющих систем.
