我所了解的自动化专业

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1、我所了解的自动化专业摘要为了更好的定位自身，进一步深入了解了自动化专业，更好的应对将来的专业分流 和选课，并且可以有更准确独立“决策”的依据，特写下此有关自动化专业的综述性读 书报告。读完了相关书籍，我对本专业有了更加深入和全面的了解，学习的目的性更明 确了。关键词：自动化，知识体系，相互关系，前景MY UNDERSTANDING ABOUT AUTOMATIONABSTRACTIn order to better position myself, further in-depth understanding of the automation, cope better with future

2、 professional triage and elective courses, and can be more accurate and independent decision basis, so wrote down the automation professional review book report. After reading the book, I had a more in-depth and comprehensive understanding of the profession, and the purpose of learning is more clear

3、ly.Key Words: Automation, knowledge system, mutual relation, prospect1 引言较深入的了解：（1）自动化专业的内涵、外延与定位（2）自动化科学与技术的基本理论原理和核心概念（3）自动化学科的知识体系、需要掌握的知识元及其相互关系（4）自动化专业的课程体系、需要学习的主要课程及其相互关系2 自动化综述一. 自动化（Automation）的定义所谓自动化，是指机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令，经过 自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制，实现预期的目标。通俗的说，自动化 就是用机器设备或系统代替人完成某种生产任务，或

4、代替人实现某种生产过程，或 代替人进行事物管理工作。二. 自动化技术的应用自动化技术在机械加工、采矿冶炼、化学工业、电力系统、交通运输、农业生 产、环境保护、医药卫生、军事技术、航空航天、科学研究、办公服务等领域都得 到了广泛的应用。三. 自动化技术的发展历史 自动化技术的发展历史，大致可以划分为自动化技术形成、局部自动化和综合自动化 三个时期。1）自动化技术形成时期（18世纪末20世纪30年代）1788年英国机械师J. 瓦特发明离心式调速器（又称飞球调速器），并把它与蒸汽机的阀门连接起来，构成蒸汽 机转速的闭环自动控制系统（见图瓦特离心式调速器对蒸汽机转速 的控制 ）。瓦特的这 项发明开创了

5、近代自动调节装置应用的新纪元，对第一次工业革命及后来控制理论的发 展有重要影响。2）局部自动化时期（20 世纪 4050 年代） 第二次世界大战时期形成的经典控制 理论对战后发展局部自动化起了重要的促进作用。在第二次世界大战期间，德国的空军 优势和英国的防御地位，迫使美国、英国和西欧各国科学家集中精力解决了防空火力控 制系统和飞机自动导航系统等军事技术问题。 在解决这些问题的过程中形成了经典控 制理论，设计出各种精密的自动调节装置，开创了系统和控制这一新的科学领域。3）综合自动化时期（20 世纪 50 年代末起至今） 20 世纪 50 年代末空间技术迅速 发展，迫切需要解决多变量系统的最优控制

6、问题。许多学者试图把经典控制理论推广到 多变量系统的控制，都遭到了失败。需要寻求新的理论和方法，于是诞生了现代控制理 论。现代控制理论的形成和发展为综合自动化奠定了理论基础。在这一时期，微电子技 术有了新的突破。1958 年出现晶体管计算机，1965 年出现集成电路计算机，1971 年 出现单片微处理机。微处理机的出现对控制技术产生了重大影响，控制工程师可以很方 便地利用微处理机来实现各种复杂的控制，使综合自动化成为现实。 1957 年 9 月 12 日国际自动控制联合会（IFAC）在巴黎召开成立大会。有18个国家的代表团出席了这次 大会。中国是发起国之一。会上通过了大会的章程和细则，选举美国

7、自动控制专家 H. 切斯特纳为 IFAC 第一届主席。从 1960 年起每三年召开一次国际自动控制学术大会， 并出版自动学、IFAC通讯等期刊，IFAC的成立标志着自动控制这一学科已经成 熟，通过国际合作来推动系统和控制领域的新发展。自动化技术的发展主要体现在以下两个方面：1、三论：系统论、信息论、控制论。2、两个主题和一个关键。主题：稳定和优化，关键：建立被控对象的控制。自动 化学科的发展，主要体现在其理论越来越丰富，并且在用理论解决实际课题方面有一系 列重大突破。理论的意义在于指导实践。自动化正是因此而得到飞快的发展。四自动控制自动化作为一种行为和一种状态，它是通过自动控制系统实现的。自动

8、控制系统是 指能够实现“自动化”任务的设备，它是人造系统，而且是工程技术领域的人造系统。 自动控制系统通常由控制部分和控制对象组成。一个典型的自动控制系统则由下列不同 功能的基本部分组成：（1）被控对象（2）给定环节（3）测量环节（4）比较环节（5） 控制环节（6）执行环节。按照各环节（部件）的功能，可以组成典型的自动控制系统 如图 1 所示。图 1 典型自动控制系统方框图实际上，可以把一个自动控制系统看成是一个将输入信号加工或变换为所期望的输出信号的装备，系统的控制工程就是信号的加工、处理过程。课件，自动控制系统处理 的主要是信息（信号）。自动控制理论从三个方面对自动控制系统进行研究和阐述：

9、（1）系统的模型（2）系统的分析（3）控制系统的综合。自动控制理论在不同的时期针对不同的实际问题， 提出了不同的解决控制问题的方法，从而形成了不同特色的理论和技术体系。（1）经典控制理论（2）现代控制理论（3）大系统理论和智能控制技术一个自动控制系统在受到外界各种形式干扰或人为改变给定值时，被控量都会发生变化，偏离期望值。但是它应该能在系统的自动控制作用下，经过一定的过渡过程，恢 复到原来的稳定值或者稳定到一个新的稳定值，这时系统从原来的平衡状态过渡到一个 新的平衡状态。通常把两个平衡状态之间的过渡过程称为动态，处于平衡状态时称为静态。以被控量从一个平衡状态到一个新的平衡状态为例，自动控制系统

10、的动态过程通常 有如图 2 所示的几种形式，它们分别是（1）单调收敛过程。如图 2（a）（2）单调发散过程。如图 2（b）（3）衰减震荡过程。如图 2（c）（4）等幅震荡过程。如图 2（d）（5）发散震荡过程。如图 2（e）图 2 自动控制系统的几种动态过程归纳起来，对自动控制系统的基本性能要求有三个方面：（1）稳定性（2）快速性3）准确性五自动化基本设备实际的自动控制系统，无论是传统的模拟控制系统，还是以计算机为核心的数字控 制系统，都由一些基本的自动化设备（部件、装置）有机组织而成。信息获取传感器。自动控制系统中需要检测被控量，状态量以构成反馈回路， 需要检测扰动信号以形成前馈补偿。检测系

11、统内部或外部的物理参数，以获取相应的信 息，这是传感器所承担的任务。信息传输信号转换与传输网络。在自动控制系统中信息的传输是多方面的。在 基于网络技术的计算机控制系统中，无论是DCS的控制网络，FCS的现场总线，还是PLC 系统的任一层网络，其功能就是网站各站点之间传输信息，交换信息，实现信息共享， 达到共同完成自动控制任务的目的。信息处理控制器。控制器通过对系统的外部信息和内部信息的处理，得出对被 控制对象的控制信号。控制器可视为特定的信息处理器，它按既定的控制策略处理信号， 它输出的控制信号是它对输入信号处理的结果。信息应用执行器。从信息的角度出发，控制信号是信息处理的结果，而作为对被控对

12、象实施控制作用的设备执行器，就是信息处理的落脚点，实现对信息的应用六自动化学科、专业的知识体系与课程体系/知识域：系统与工程/ 知识元：大系统、复杂系统、运动控制 / 系统、过程控制系统、集成自动化系统、管叭 信息系统、系统工程、运筹学、智能系统、机器 人系统、人机系统、多智能体等等控制与智能网络与通信整个自动化学科的知识体系由三层知识构成（包括十个知识域），分别是：知识层系统 知识层/ 知识域：数理基础、机电基础、计算机基础知识元：数学、力学、物理、化学、现代生物学、生命科学、脑科学、思维珥学. 系统科学、管理科学、电工电子基础、机械基础、计算机原理、计算机语言、散机 原理等等图 3 自动化

13、学科的三层知识结构图（1）基础知识层：含三个知识域，分别为数理基础，机电基础，计算机基础；（2）控制知识层：含六个知识域，分别为传感与检测（或信息获取）、网络与通 信（或信息传输）、计算与处理（或信息处理）、控制与智能（或信息控制） 执行与驱动（或信息应用、信息能量转换）、对象与建模；（3）系统知识层：含系统与工程一个知识域。自动化专业的课程体系包括三个课程类和十五个课程组，分别为：图 4 自动化专业的课程结构（1）通识教育课：含六个课程组，分别为人文科学基础组、社会科学基础组、自 然科学基础组、信息基础组、外语组、文体组；（2）专业基础课：含五个课程组，分别为电工电子组、机械与工程组、计算机

14、原 理组（或计算机与网络组）、控制基础组（或检测与控制组）、专业基础实践 组；（3）专业课：含四个课程组，分别为（基本）控制组、专业方向组、专业实践组、 专业前沿组。3 总结进入大学后，我曾经感到有困惑。自动化这个专业是一个什么样的专业，在学习了 自动化这个专业后，将来能干什么，就业前景如何？在看了相关的书籍以后，使我逐步 了解了自动化专业，提高了对它的认识，使我了解了它的广泛应用、发展前景、就业方 向。这也就促使我在今后的学习中，扎实基础，注重实践，努力学习自己的专业知识， 为今后的工作或是继续深造打下坚实的基础。首先我们要明确学习目的，即掌握知识， 掌握为人民服务，为社会主义祖国服务的本领

15、，其次要重视实践学习。实践是检验真理 的唯一标准。多参与实践，才能提高我们的动手能力和创新能力。总之，我们必须学好理论知识，然后理论联系实际，重视面向实际，勇于解决实际 问题，重视创新应用。要严格要求自己，勤奋刻苦，持之以恒，为建设有中国特色社会 主义事业而奋斗。参考文献1 戴先中，赵宇宙.自动化学科概论M.北京：高等教育出版社,2006.2 韩璞，王建国.自动化专业概论M.北京：中国电力出版社,2007.3 张兰勇.自动化专业课程设计M.北京：清华大学出版社,20154 Thomas B.Sheridan. Human and Automation：System Desidn and Research IssuesM 西安： 西安交通大学出版社. 2007 杨宜民，张祺，高军礼,张学习.自动化科学与技术概论M北京:清华大学出版社,2015