自动化系本科课程解析

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1、3月20日12:40自动化专业业务培养目标：业务培养目标：本专业培养的学生要具备电工技术、电子技术、控制理论、自 动检测与仪表、信息处理、系统工程、计算机技术与应用和网络技术等较宽广 领域的工程技术基础和一定的专业知识，能在运动控制、工业过程控制、电力 电子技术、检测与自动化仪表、电子与计算机技术、信息处理、管理与决策等 领域从事系统分析、系统设计、系统运行、科技开发及研究等方面工作的高级 工程技术人才。业务培养要求：本专业学生主要学习电工技术、电子技术、控制理论、信息处 理、系统工程、自动检测与仪表、计算机技术与应用和网络技术等方面的基本 理论和基本知识，受到较好的工程实践基本训练，具有系统

2、分析、设计、开发 与研究的基本能力。毕业生应获得以下几方面的知识和能力：1. 具有较扎实的自然科学基础，较好的人文社会科学基础和外语综合能力；2. 掌握本专业领域必需的较宽的技术基础理论知识，主要包括电路理论、电 子技术、控制理论、信息处理、计算机软硬件基础及应用等；3. 较好地掌握运动控制、工业过程控制及自动化仪表、电力电子技术及信息 处理等方面的知识，具有本专业领域1-2个专业方向的专业知识和技能，了解 本专业学科前沿和发展趋势；4. 获得较好的系统分析、系统设计及系统开发方面的工程实践训练；5. 在本专业领域内具备一定的科学研究、科技开发和组织管理能力，具有较 强的工作适应能力。主干课程

3、：主干学科：控制科学与工程、电气工程、计算机科学与技术。主要课程：电路原理、电子技术基础、计算机原理及应用、计算机软件技术基 础、过程工程基础、电机与电力拖动基础、电力电子技术、自动控制理论、信 号与系统分析等。主要实践性教学环节：包括金工实习、计算机应用基础训练、电子工艺实习、 电子技术课程设计、专业课程设计、生产实习等，一般安排在夏季学期。修业年限：四年授予学位：工学学士相近专业：自动化电子信息工程通信工程计算机科学与技术生物医学工程 电气工程与自动化信息工程 软件工程 影视艺术技术网络工程信息显示与 光电技术 集成电路设计与集成系统光电信息工程广播电视工程电气信息 工程计算机软件电力工程

4、与管理智能科学与技术电子科学与技术过程装 备与控制工程清华自动化系本科课程解析Automation 2007-03-10 15:56:30阅读273评论0 字号：大中小订阅http:/ 得条理清晰，重点分明，读后使人有“一览众山小”之感。这部自动化系本科 课程解析的开山之作，尤其适合低年级的ddmm，我就后悔，当年我怎么就没 有看到这样的文章？大学意味着什么？成长，做人，理想，爱情这些都是隐藏在生活之后的。对大多数人来说，最实际的是：四年，八学期，100门课，200学分。上面装 了一下酷。都是高考过来的，这没什么好说的。不过10 0多门课一齐放在你面 前，确实还是能让人晕乎晕乎的。我们把一些东

5、西展示出来，希望来日大家制 定规划，选课上课的时候，能更加的从容一点。在这里把所有的必修选修课分 为五类，公共基础课（数学），计算机类，专业基础，专业课，还有全校性的 任选课。下面逐一介绍：公共基础课（数学）在现代社会，科学技术和人才的流动都是日新月异，经常 以个人难以预计的趋向发展和变化。很多时候，我们受个人兴趣的转移或者社 会需求的转变，不得不主动或被动地变幻自己的导向（即所谓major）。我看到 很多的案例，本科的时候学一个专业，研究生阶段转了方向，到国外读完Ph. D 以后，从事的工作又是完全另外一个方向了。比如本科的时候是学物理的，到 了国外以后就研究Computer Network

6、ing 了，最后工作的时候也许摇身一变， 到finance行业干了。即使始终是在技术科学的领域内做研究，也是需要紧跟 前沿的变化，不断变幻自己的方向的。比如我们大家尊敬的李衍达院长，就是 我们学习的榜样。本科学习还是处于一个通才教育的培养阶段，在这样的阶段， 多努力一些，在自己学识和能力上打下一个坚实的基础，为未来建立一个相对 高的起点，还是很重要的。除去在社会阅历、人际交往能力、社会活动能力、 文艺修养等等方面的提高与培养不说，我觉得就学业方面，对我们今后的发展 最有用的，且最能经得起时间考验的，英语、计算机和数学是属于基础的三大 支柱。咱们这样的学科专业数学学习与运用的主线。对于本门武功最

7、重要的 控制理论，本科阶段主要接触的还是最经典的线性的动力学系统（包括所谓 现代控制理论一状态空间法也是），从数学的角度看，无非是线性的微分方程 或者微分方程组，所谓Dynamic Systems。对于这样的控制问题，最重要的数 学工具和描述语言就是微积分和线性代数。而且这两门课是几乎任何近代科学 技术的基础工具，其重要性再怎么强调也是不为过的（就是说，如果你在低年 级的时候把这两门武功练得纯属了，到了以后学起很多课程都会觉得巨爽）。 还有一门重要的武功，对于我们练”自控派的控制原理以及信号与系统这样 的后续武学很有裨益的，就是复变函数了，不过我更喜欢把这门武功称为” 复变函数与积分变换，因为

8、对于我们最有用的工具，就是Laplacian Transform, Fourier Transform 和 Z Transform 三大变换了。想着当年一代武 学宗师Fourier在华山顶上苦思冥想，终于悟出了 Fourier Transform这门惊世 骇俗的绝世武功，后来又经过Cooly和Tukey的发扬光大，创出快速傅立叶变 换（FFT）,已成为现代信号处理界的镇帮之宝了 A_A相比之下，数理方程 或称数学物理方法（研究多元的偏微分方程的解析解法的）这门课的重要性 就远远不如复变函数了。现在在实际的工程技术问题里都运用，或者只能用数 值计算的方法求数值解了，谁还死抱着古典的解析方法去求解

9、析解呢。除非你 要研究一些空间里电磁场传播的理论，或者对分布参数的电路进行计算，则另 当别论。这里又说到了数值计算与数值分析的技术。我略微看了一下03级以后 的课表，好像对于Numerical An alysis这门课，是从开出的四个不同要求的课 中选择一门吧。在实际的工程问题中遇到的问题都会很复杂，运用数值的方法 进行分析与计算是大势所趋。另外，西域的米国有一个叫Mathworks的小帮 派，打造出一把叫Matlab的兵器，真是神力无比，削铁如泥，大家不妨都用 一下啦。顺便介绍一下，这竿神兵最早是由米国Stanford寺院一位叫J. Little 的老僧用C语言锻造出来的，着是一段佳话。江湖

10、人称米国西斯坦，东麻工， 此言不虚。还有一个重要的方面，就是对随机性事件的研究。在学科上主要是 由三个部分组成的：概率论(the Theory of Probabilities)，随机过程(Stochastic Process)和数理统计学(Statistics) 0概率论是告诉我们如何描述与研究随机 变量的，当然是后两部分的前提与基础。随机过程就开始研究多个随机变量之 间关系，特别是随时间变化的随机变量(称为随机过程)的性质。数理统计主 要是研究如何去估计概率模型参数，以及对模型假设进行检验的学科。应该说， 从现在的发展看，对随机性数学工具的研究与掌握是越来越重要了。对于咱们 系的很多研究方

11、向，随机数学的知识是非常有利的。比如信号处理、模式识别、 随机控制、系统辨识、很多算法问题的研究(比如像遗传算法G.A、模拟煺火 算法S.A这样的优化算法的分析都需要运用随机过程的知识)，还有就是我现 在搞的Bioinformatics中要用到很多的统计学的知识。现在就知道了这三大随 机数学工具的重要性了,所以对ddmm们说，当你们第一次接触什么是ran dom variable，什么是r.v的distribution的时候就要学好。插两句，去年何毓琦教 授给系里的研究生本科生作报告的时候，被问到：哪门课的知识是最重要的。 教授毫不犹豫地说：随机过程。怎么样，够分量吧。以前本科不开随机过程，

12、但系统辨识，信号处理，随机控制等很多课都要用到，于是每门课都讲一点， 零散而不扎实。现在的DDMM们幸福了。最后谈一下咱们系的本科培养中比 较有特色的一个分支，就是那门运筹学”。个人认为在咱们系能学到这门课真 是很受益的一件事。运筹学又称为数学优化方法或者数学规划，是一门研 究各种形式不同的数学问题求最优值的武功（当然也只是这个领域最初步、最 入门的知识而已）。因为在很多研究中，求最优值（解析解或者迭代的数值解） 都是很常用的，所以学好运筹学，打好这方面的基础是很有益的。如果你想往 其它学科交叉发展，比如LE、经济学、金融学、管理学，有一个良好的数学 优化的功底将会成为你很有力的资本。另外，咱

13、们系的王凌老师（非常地年轻 有为，以能在核心期刊上灌水著称，admire 一下）对高年级还开了一门名为 智能优化算法与应用的选修课，则是在运筹学这门课基础上的提高，讲授 80年代以后的搜索优化方法的课。主要介绍的是模拟煺火（Simulated Annealing）、遗传算法（Genetic Algorithm）、禁忌搜索（Tabu Search）以及 人工神经元网络（Artificial Neural Networks）的基本知识，还有王老师悟出的 绝学-混合优化策略。很推荐选一下王老师的这门课，对以后做很多方面的研 究工作是极有好处的。看三字班的教学计划，学校还开设了数学辅修学位，推 荐学有

14、余力的同学试一下。有一个坚实的数学基础，无论将来从事什么具体研 究，都会感到游刃有余的。我们系有不少老师都是学数学出身的。计算机课程（自学）计算机软件相关：首先是基础编程语言，我们主要用的 是C （或者C+），把这部分学好是必需的，因为很多高年级的课程都需要用 C语言进行编程实验；而且建议能够熟练使用vc+编程环境，这方面主要靠 自学，也可以选修对应的课程，前提是对C （或者C+ ）有比较好的基础。个 人建议可以通过假期时间集中学习，例如大一结束的那个暑假，以前不让新生 买电脑，正好可以利用这个假期自学，而且也有修了 C语言的基础课程；图书 馆这方面的资源相当丰富（主要集中在新书阅览室，48小

15、时）。使用VC+初 期，建议多动手进行编程实践，哪怕是照搬书上的程序，光靠看书效果不是很 好；能够熟练进行简单编程后，应该多使用msdn作为帮助，熟练msdn的格 式以及常用的词汇，这对于将来查找其他帮助很有效，如果有兴趣，可以看看 相关源代码。数据结构，有一定的编程语言基础，例如C （或者C+）。我们 年级的课程安排是把数据结构、数据库和操作系统融合为一门课-计算机软件 基础；我个人觉得这三个方面都应该独立出来。计算机软件基础这门课可以说 对我们和比我们高年级的自动化学生都留下了深刻的印象，既然后面的师弟师 妹已经没有这门课了，这里也就不多说了。总的来说，数据结构、数据库和操 作系统这三部分

16、都非常重要而且实用，而且对于将来从事不同的研究可能更有 侧重。我个人觉得数据结构投入的精力应该多一些，因为它对应了很多相关的 编程实验，后两者我觉得从课程学习而言，更重要的是对这两部分有一个整理 的认识，了解主要概念，如果将来从事的工作会用到这些知识，可以很容易的 上手；而数据结构不太一样，如果没有写过类似的程序，真正要用到的时候， 可能手忙脚乱，而且如果已经写过相应的程序，也可以将其作为公共资源，以 后的工作可以直接使用。数据库，上面已经简单提到过了。在本科的课程中， 关键是打好基础，对一些基本概念、基本处理方法有一定的认识，这样，在本 科期间不会花太多的时间，而且如果真正要用到数据库的时候，学起来也比较 容易。在毕业设计和研