Historia automatyki może być podzielona na następujące okresy: wczesny okres (do 1900 roku), okres przedklasyczny (1900–1940), okres klasyczny (1935–1960) i okres nowoczesny (po 1955 roku). Urządzenia zawierające mechanizmy sterujące zdarzało się ludziom konstruować nawet w bardzo odległych czasach. Potrzeba konstruowania takich rozwiązań nasiliła się ogromnie wraz z nadejściem rewolucji przemysłowej i dalszym rozwojem techniki na początku XX wieku. Początkowo były to projekty wykonywane głównie w oparciu o doświadczenie i intuicję inżynierską, a z czasem decydującego znaczenia nabrały analizy teoretyczne, które, choć zapoczątkowano w XIX wieku, były wcześniej szerzej nieznane. Wypracowano klasyczne metody projektowania układów regulacji, które od około 1960 roku były uzupełniane i częściowo wypierane przez teorię sterowania. Nieocenioną podporą matematycznej teorii stała się rozwijająca się równolegle technika komputerowa, na początku analogowa, a następnie cyfrowa. == Pradawne czółna z odsadnią == Czółna z odsadnią, zwaną też wysuwnicą (ang. outrigger canoe) używane przez Polinezyjczyków, niewątpliwie należą do najstarszych zbudowanych przez człowieka, mechanizmów, które wykorzystują zasadę sprzężenia zwrotnego. Zapewne były używane już kilka tysięcy lat temu. Długie, wąskie dłubanki bez odsadni są bardzo niestabilne. Zastosowanie odsadni daje im możliwość utrzymywania się na powierzchni i zapewnia stabilność. Bliższa analiza pozwala na pokazanie, że układ czółna z odsadnią działa na zasadzie sprzężenia zwrotnego typowego dla układów automatyki. == Starożytne zegary i lampy == Automatyczne systemy sterowania były znane już 2000 lat temu. Do najstarszych znanych urządzeń ze sterowaniem, które wykorzystywały sprzężenie zwrotne, należy zaliczyć starożytny zegar wodny Ktesibiosa w Aleksandrii z III wieku p.n.e. Zegar odliczał czas poprzez regulację stałości poziomu wody w zbiorniku i przez to odpływu wody z tego zbiornika. Było to z pewnością urządzenie stosowane z powodzeniem – podobnie zaprojektowane zegary wytwarzano nadal w Bagdadzie, gdy Mongołowie zdobyli to miasto w 1258 roku. Innym znanym rozwiązaniem starożytnym jest lampa Filona. === Zegary wodne Greków i Arabów === Główną motywacją do stosowania urządzeń ze sprzężeniem zwrotnym w czasach starożytnych była potrzeba dokładnego określania czasu. I tak, około 270 roku p.n.e. Ktesibios wynalazł regulator pływakowy do zegara wodnego. Zadaniem regulatora było utrzymywanie poziomu wody w zbiorniku tak by głębokość była stała. Utrzymywanie stałej głębokości prowadziło do stałego wypływu wody przez rurę na dnie zbiornika. W ten sposób drugi zbiornik napełniany był ze stałą prędkością. Poziom wody w drugim zbiorniku zależny był więc od czasu jaki upłynął. Regulator Ktesibiosa wykorzystywał pływak do kontrolowania wpływu wody przez zawór, gdy poziom wody spadał zawór otwierał się i rezerwuar napełniał się. Regulator pływakowy pełnił więc taką samą funkcję jak balon z kurkiem we współczesnych spłuczkach do toalet. Regulator pływakowy był także używany przez Filona z Bizancjum około 250 lat p.n.e. do utrzymywania poziomu oleju w lampce oliwnej. Heron z Aleksandrii, który żył w I w. n.e. opublikował książkę zatytułowaną Pneumatica, która zawiera rys kilku form mechanizmów poziomu wody, które wykorzystują regulatory pływakowe. Opracowane regulatory pływakowe Heron z Aleksandrii stosował do zegarów wodnych. Grecy używali regulatorów pływakowych i podobnych urządzeń do celów takich jak automatyczne dozowanie wina, projekty syfonów do utrzymywania stałych różnic poziomu wody pomiędzy dwoma zbiornikami, do otwierania drzwi świątyni itd. Urządzenia te można nazwać gadżetami, gdyż są to najwcześniejsze przykłady idei poszukującej swojego zastosowania. W latach 800–1200 różni konstruktorzy arabscy, tacy jak trzej bracia Musa, Al-Jazari (1203) i Ibn al-Sa-ati (1206) używali regulatorów pływakowych w zegarach wodnych i w innych zastosowaniach. W okresie tym korzystano z ważnej zasady sprzężenia zwrotnego w sterowaniu typu „włącz/wyłącz”, która ponownie zyskała na aktualności w latach 50. XX wieku przy rozwiązywaniu problemów z minimalizacją czasu. Zdobycie Bagdadu przez Mongołów w 1258 roku położyło kres wszelkiej myśli kreatywnej związanej z takimi rozwiązaniami. Co więcej, gdy wynaleziono zegar mechaniczny w XIV wieku, zegary wodne (z ich sprzężeniami zwrotnymi) stały się przestarzałe. (Zegar mechaniczny nie posiada systemu sterowania ze sprzężeniem zwrotnym.) Regulatory pływakowe pojawiły się ponownie, dopiero gdy zaczęto ich używać w okresie rewolucji przemysłowej. Wraz z troską o swoje miejsce w czasie, ludzie dawnych czasów łączyli troskę o swoje miejsce w przestrzeni. Warto więc wspomnieć, że w XII wieku w Chinach opracowany został system sterowania z pseudo sprzężeniem zwrotnym do celów nawigacyjnych. Rydwan wskazujący południe (ang. south pointing chariot) był wyposażony w statuę, którą obracał mechanizm przekładni zamocowany do kół rydwanu, tak że wskazywała ona zawsze na południe. Wykorzystując informację o kierunku wskazywanym przez statuę, powożący rydwanem mógł sterować nim tak, by utrzymywać stały kurs. System ten nazywany jest pseudo sprzężeniem zwrotnym, gdyż technicznie rzecz ujmując brak w nim sprzężenia zwrotnego, chyba że potraktuje się działania powożącego rydwanem jako część systemu. Nie jest to więc automatyczny system sterowania. == Rewolucja przemysłowa, mechanika i równania matematyczne == Przez wieki używano różnorodnych urządzeń automatycznych by wykonywać różne użyteczne zadania. Niektóre z nich służyły także do rozrywki (przykładem mogą tu być automaty, popularne w XVII i XVIII wieku, z tańczącymi figurkami, które powtarzały w kółko te same czynności, pracowały one więc w otwartej pętli sterowania). Nadejście rewolucji przemysłowej w Europie poprzedziło wprowadzenie tzw. źródeł energii pierwotnej (ang.prime movers), maszyn samodzielnie się napędzających – np. silników, które przemieniają paliwo w użyteczną pracę. Pojawiły się młyny zbożowe, piece przemysłowe, kotły parowe i silniki parowe. Urządzeń tych nie można było odpowiednio regulować tylko z wykorzystaniem regulacji ręcznej. W tych okolicznościach powstawał nowy wymóg związany z koniecznością zastosowania automatycznego systemu sterowania. Wynaleziono wówczas szereg urządzeń takich jak regulatory pływakowe, regulatory temperatury, regulatory ciśnienia czy urządzenia sterujące prędkością. W 1769 roku James Watt wynalazł swój silnik parowy – data tego wynalazku przyjmowana jest powszechnie za początek rewolucji przemysłowej. Jednak korzenie Rewolucji Przemysłowej sięgają wieku XVII, a nawet wcześniej, gdy rozpoczęto wykorzystywać młyny zbożowe i piece przemysłowe. Warto przy tym nadmienić, że pierwsze silniki parowe zbudował pierwotnie w 1712 roku Thomas Newcomen. Jednakże były one niewydajne i regulowane ręcznie, a co za tym idzie znacznie gorzej przystosowane do zastosowań przemysłowych. Niezwykle istotny jest fakt, że rewolucja przemysłowa nie mogła się rozpocząć zanim nie wynaleziono ulepszonych silników i systemów ich automatycznej regulacji. === Regulatory temperatury === Za jeden z kamieni milowych w rozwoju urządzeń ze sprzężeniem zwrotnym uznaje się opracowanie, około 1620, regulatora temperatury paleniska (co przypisuje się Korneliuszowi Drebbelowi). Korneliusz Drebbel z Holandii spędził jakiś czas w Anglii i krótki okres w Pradze z Rudolfem II Habsburgiem razem ze współczesnym mu Johannesem Keplerem. Około 1624 roku opracował system automatycznego sterowania temperaturą pieca przemysłowego motywowany wiarą w to że metale nieszlachetne można przemienić w złoto trzymając je w precyzyjnie stałej temperaturze przez długie okresy czasu. Używał takiego regulatora także w inkubatorze do wykluwania piskląt. Regulatory temperatury badał także Johann Joachim Becher w 1680 roku, były one używane ponownie w inkubatorach przez Księcia Conti i francuskiego naukowca René Antoine Ferchault de Reaumur w 1754 roku. Około 1771 roku amerykański rusznikarz William Henry opracował czuwający rejestrator (ang. sentinel register) do kontroli przewodu kominowego i zasugerował wykorzystanie go w przemysłowych piecach chemicznych, przy wytwarzaniu stali i porcelany. Jednak na regulator temperatury, który byłby odpowiedni do zastosowania w przemyśle trzeba było czekać jeszcze do roku 1777, gdy taki regulator opracował francuski architekt Jean Simon Bonnemain (1743–1830) – stosując go pierwotnie w inkubatorze. Urządzenie to zostało później zainstalowane w piecu ciepłowni dostarczającej ciepłą wodę. === Regulatory pływakowe === W późnych latach XVIII stulecia regulacja poziomu wody znajdowała zastosowanie w dwóch głównych obszarach: kotłach parowych silników parowych i w domowych systemach dystrybucji wody. Dlatego w tym czasie ponownie zainteresowano się regulatorami pływakowymi, szczególnie w Wielkiej Brytanii. W. Salmon w swojej książce z 1746 podaje ceny za regulatory pływakowe z balonem i kurkiem, które były używane do utrzymywania poziomu wody w domowych rezerwuarach. Regulator ten używany był w pierwszych patentach około 1775 do płukania toalet. Toaleta ze spłuczką została później udoskonalona przez londyńskiego hydraulika Thomasa Crappera (ok. 1836–1910), który za swoje wynalazki został uhonorowany przez królową Wiktorię tytułem szlacheckim kawalera. Najwcześniejszy znane wykorzystanie regulatora zaworu pływakowego w kotłach parowych opisane zostało w patencie udzielonym w 1758 J. Brindleyowi. Zastosował on regulator w silniku parowym do pompowania wody. S.T. Wood zastosował regulator pływakowy do silnika parowego w swoim browarze. W 1765 na Syberii rosyjski górnik i wynalazca Iwan Połzunow opracował regulator pływakowy do maszyny parowej, która napędzała wentylator w wielkim piecu. Regulatory pływakowe były używane w silnikach parowych przed 1791, kiedy to zostały zastosowane przez firmę Boulton and Watt (Matthew Boultona i Jamesa Watta). === Regulatory ciśnienia === Innym problemem zw