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1、专业讲座论文自动化的概述学院：电子信息工程学院专业：自动化081501姓名：周磊学号：2008150401342011年1月自动化的概述基本概述机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动进行操作或控制的过程，其目标是“稳，准，快”。自动化技术广泛用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家庭等方面。采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展人的器官功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。因此，自动化是工业、农业、国防和科学技术现代化的重要条件和显著标志。自动化主要研究自动控制的原理和方法
2、，自动化单元技术和集成技术及其在各类控制系统中的应用。自动化专业主要研究的是自动控制的原理和方法，自动化单元技术和集成技术及其在各类控制系统中的应用。它以自动控制理论为基础，以电子技术、电力电子技术、传感器技术、计算机技术、网络与通信技术为主要工具，面向工业生产过程自动控制及各行业、各部门的自动化。它具有“控（制）管（理）结合，强（电）弱（电）并重，软（件）硬（件）兼施”鲜明的特点，是理、工、文、管多学科交叉的宽口径工科专业。发展历史自动装置的出现和应用是在18世纪以前。古代人类在长期生产和生活中为了减轻自己的劳动逐渐产生利用自然界动力代替人力畜力以及用自动装置代替人的部分繁难的脑力活动的愿望
3、经过经过漫长岁月的探索他们互不相关地造出一些原始的自动装置。古代中国的指南车以及17世纪欧洲出现的钟表和风磨控制装置虽然都是毫无联系的发明但对自动化技术的形成却起到了先导作用。 自动化技术形成时期是在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。瓦特的这项发明开创了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。人们开始采用自动调节装置来对付工业生产中提出的控制问题。这些调节器都是一些跟踪给定值的装置使一些物理量保持在给定值附近。自动调节器应用标志着自动化技术进
4、入新的历史时期。进入20世纪以后工业生产中广泛应用各种自动调节装置促进了对调节系统进行分析和综合的研究工作。这一时期虽然在自动调节器中已广泛应用反馈控制的结构但从理论上研究反馈控制的原理则是从20世纪20年代开始的。1833年英国数学家C.巴贝奇在设计分析机时首先提出程序控制的原理。939世界上第一批系统与控制的专业研究机构成立为20世纪40年代形成经典控制理论和发展局部自动化作了理论上和组织上的准备。 20世纪4050年代是局部自动化时期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
5、新的科学领域。这一新的学科当时在美国称为伺服机构理论在苏联称为自动调整理论主要是解决单变量的控制问题。经典控制理论这个名称是1960年在第一届全美联合自动控制会议上提出来的。1945年后由于战时出版禁令的解除出现了系统阐述经典控制理论的著作。1945年美国数学家维纳N.把反馈的概念推广到一切控制系统。50年代以后经典控制理论有了许多新的发展。经典控制理论的方法基本上能满足第二次世界大战中军事技术上的需要和战后工业发展上的需要。但是到了50年代末就发现把经典控制理论的方法推广到多变量系统时会得出错误的结论。经典控制理论的方法有其局限性。 20世纪40年代中发明的电子数字计算机开创了数字程序控制的
6、新纪元虽然当时还局限于自动计算方面，但ENIAC和EDVAC的制造成功开创了电子数字程序控制的新纪元。电子数字计算机的发明为6070年代在控制系统中广泛应用程序控制和逻辑控制以及广泛应用电子数字计算机直接控制生产过程奠定了基础。 20世纪50年代末起至今是综合自动化时期，这一时期空间技术迅速发展迫切需要解决多变量系统的最优控制问题。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。同时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
7、种复杂的控制使综合自动化成为现实。 “自动化(Automation)”是美国人D.S.Harder于1936年提出的他认为在一个生产过程中，机器之间的零件转移不用人去搬运就是“自动化”。 自动化的概念是一个动态发展过程。过去，人们对自动化的理解或者说自动化的功能目标是以机械的动作代替人力操作，自动地完成特定的作业。这实质上是自动化代替人的体力劳动的观点。后来随着电子和信息技术的发展，特别是随着计算机的出现和广泛应用，自动化的概念已扩展为用机器(包括计算机)不仅代替人的体力劳动而且还代替或辅助脑力劳动，以自动地完成特定的作业。 今天，自动化已远远突破了上述传统的概念，具有更加宽广和深刻的内涵。
8、发展趋势现代生产和科学技术的发展，对自动化技术提出越来越高的要求，同时也为自动化技术的革新提供了必要条件。70年代以后，自动化开始向复杂的系统控制和高级的智能控制发展，并广泛地应用到国防、科学研究和经济等各个领域，实现更大规模的自动化，例如大型企业的综合自动化系统、全国铁路自动调度系统、国家电力网自动调度系统、空中交通管制系统、城市交通控制系统、自动化指挥系统、国民经济管理系统等。自动化的应用正从工程领域向非工程领域扩展，如医疗自动化、人口控制、经济管理自动化等。自动化将在更大程度上模仿人的智能，机器人已在工业生产、海洋开发和宇宙探测等领域得到应用，专家系统在医疗诊断、地质勘探等方面取得显著效
9、果。工厂自动化、办公自动化、家庭自动化和农业自动化将成为新技术革命的重要内容，并得到迅速发展。在未来，自动化必然是朝着更加智能化的方向发展，甚至使得机械拥有智慧，而不再需要人类去过多的干预。人类之所以能成为万物之灵，是因为其拥有思想和智慧，而这些在一定的意义上是因为我们能将自然最基本的法则相互联系。那么，我们不妨设想一下：如果我们能将自然的基本法则融入计算机程序之中，再加上逻辑程序，是否有可能创造一个“人造大脑”呢？这并不完全是瞎想，易经为中国古代三大玄经之一，其中蕴含的天地法则在现代看来不就是自然的基本法则吗？而且，易经八卦的推演是与二进制有着紧密联系的，这些不得不让人去产生将其与现代计算机
10、科技结合而创造“人工智能”的想法。当然，这也只是停留在设想层面，至于具体的方法，甚至其可行性都有待验证。但是，将古代智慧与现代科技相结合或许是一条通往实现“人工智能”的道路也说不定。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；具有系统分析、设计、开发与研究的基本能力。学习之后应获得以下几方面的知识和能力： 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； 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； 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12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； 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； 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。
