自動化學(xué)科知識體系與課程體系

1、自動化學(xué)科概論自動化學(xué)科概論 第第5 5章章 自動化學(xué)科、專業(yè)的自動化學(xué)科、專業(yè)的 知識體系與課程體系知識體系與課程體系自動化學(xué)科概論自動化學(xué)科概論5.1 自動化學(xué)科的知識結(jié)構(gòu)與知識體系5.2 自動化專業(yè)的知識結(jié)構(gòu)與知識體系5.3 自動化專業(yè)人才的知識、素質(zhì)與能力5.4 自動化專業(yè)的課程結(jié)構(gòu)與課程體系5.1.1 自動化學(xué)科的研究內(nèi)容5.1.2 自動化學(xué)科的知識結(jié)構(gòu)5.1.3 自動化學(xué)科的知識體系第第5 5章章 自動化學(xué)科專業(yè)的知識體系與課程體系自動化學(xué)科專業(yè)的知識體系與課程體系自動化科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的結(jié)構(gòu)框架圖維納給出的負(fù)反饋閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)圖 控控制制器器對對 象象執(zhí)執(zhí)行行器器傳傳感感器器信信號號

2、處處理理D D/ /A AA A/ /D D - -+操作指令噪聲外部干擾噪聲輸出從“反饋”與“控制”的角度看負(fù)反饋閉環(huán)控制結(jié)構(gòu) +信信息息控控制制物物質(zhì)質(zhì)對對象象信信息息應(yīng)應(yīng)用用信信息息獲獲取取信信息息處處理理信信息息傳傳輸輸 - -控控制制器器對對 象象執(zhí)執(zhí)行行器器傳傳感感器器信信號號處處理理D D/ /A AA A/ /D D - -+操作指令噪聲外部干擾噪聲輸出負(fù)反饋閉環(huán)控制中的各部分與相應(yīng)的知識領(lǐng)域的對應(yīng)關(guān)系 自動化學(xué)科的整個知識結(jié)構(gòu)框架自動化學(xué)科的整個知識結(jié)構(gòu)框架：5.2.1 不同類型的知識結(jié)構(gòu)與體系的劃分5.2.2 “實(shí)體控制”類知識結(jié)構(gòu)與體系5.2.3 “信息控制”類知識結(jié)構(gòu)與

3、體系5.2.4 “模型控制”類知識結(jié)構(gòu)與體系第第5 5章章 自動化學(xué)科專業(yè)的知識體系與課程體系自動化學(xué)科專業(yè)的知識體系與課程體系 自動化學(xué)科研究的不同層次研究的不同層次，分別為： “模型控制模型控制”，突出學(xué)科的數(shù)學(xué)特征； “信息控制信息控制”，突出學(xué)科的信息特征； “實(shí)體控制實(shí)體控制”，突出學(xué)科的工程特征。 學(xué)科研究的不同層次反映了研究工作者不同的研究角度，將學(xué)科劃分為不同的研究層次可吸引更多的工作者從不同的研究角度來進(jìn)行研究。 對于本科自動化專業(yè)教育，把不同的培養(yǎng)目標(biāo)與不同的研究層次聯(lián)系起來，從而得到適應(yīng)適應(yīng)不同院校、不同專業(yè)設(shè)置需要的不同類型不同院校、不同專業(yè)設(shè)置需要的不同類型的知識結(jié)構(gòu)

4、與體系，分別為： “模型控制模型控制”類知識結(jié)構(gòu)與知識體系類知識結(jié)構(gòu)與知識體系 “信息控制信息控制”類知識結(jié)構(gòu)與知識體系類知識結(jié)構(gòu)與知識體系 “實(shí)體控制實(shí)體控制”類知識結(jié)構(gòu)與知識體系類知識結(jié)構(gòu)與知識體系模型控制類知識結(jié)構(gòu)體系信息控制類知識結(jié)構(gòu)體系實(shí)體控制類知識結(jié)構(gòu)體系研究主導(dǎo)型自動化專業(yè)研究應(yīng)用型自動化專業(yè)應(yīng)用主導(dǎo)型自動化專業(yè)“實(shí)體控制實(shí)體控制”類知識結(jié)構(gòu)與體系特點(diǎn)類知識結(jié)構(gòu)與體系特點(diǎn)： 工程的特點(diǎn) 專門自動化的特點(diǎn)： 如商業(yè)自動化、化工自動化、 交通自動化，建筑自動化、電力自動化。 “信息控制信息控制”類知識結(jié)構(gòu)與體系特點(diǎn)類知識結(jié)構(gòu)與體系特點(diǎn)：信息的特點(diǎn)。學(xué)習(xí)信息科學(xué)技術(shù)的許多內(nèi)容，重點(diǎn)在信

5、息的控制應(yīng)用上； 通識自動化的特點(diǎn)。帶有一定普遍性或共性的對象（機(jī)器、系統(tǒng)）的信息控制問題；系統(tǒng)的特點(diǎn)。通過“綜合”與“集成”的方法，學(xué)習(xí)從系統(tǒng)的觀點(diǎn)研究信息的控制；學(xué)科分類的特點(diǎn)。很大部分學(xué)生將讀研究生，因而在本科階段的后半期按研究生教育的學(xué)科分開設(shè)一些（二級）學(xué)科課程（稱之為專業(yè)方向課程）是通常的做法。 “模型控制模型控制”類類知識結(jié)構(gòu)與體系特點(diǎn)特點(diǎn)： 突出堅實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、 堅實(shí)的控制理論基礎(chǔ)； 突出對典型的控制系統(tǒng)進(jìn)行抽象、加工、 改造（使具有普適性）和分析的能力。 5.3.1 自動化專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)5.3.2 自動化專業(yè)人才的完整知識結(jié)構(gòu)5.3.3 自動化專業(yè)人才的素質(zhì)、能力要求第第5

6、 5章章 自動化學(xué)科專業(yè)的知識體系與課程體系自動化學(xué)科專業(yè)的知識體系與課程體系 自動化專業(yè)對本科生的培養(yǎng)目標(biāo)是： 自動化工程師或科學(xué)家的“雛形”或“毛坯”。 包含了兩重意思，或者說可分解成近期目標(biāo)與長遠(yuǎn)目標(biāo)兩部分： 長遠(yuǎn)目標(biāo)：使每一位學(xué)生將來都能成為自動化工程師或科學(xué)家； 近期目標(biāo)：通過四年自動化專業(yè)教育的培養(yǎng)，使每一位學(xué)生都具備自動化工程師或科學(xué)家的基本素質(zhì)、基本能力和基本完整的知識結(jié)構(gòu)。總要求總要求具具 體體 要要 求求知識要求工具性知識、人文社會科學(xué)基礎(chǔ)知識、自然科學(xué)基礎(chǔ)知識、工程技術(shù)基礎(chǔ)知識、自動化專業(yè)知識。素質(zhì)要求思想道德素質(zhì)、科學(xué)素質(zhì)、文化素質(zhì)、身心素質(zhì)。能力要求獲取知識能力、應(yīng)用

7、知識能力、創(chuàng)造知識（科研創(chuàng)新）能力。5.4.1 自動化專業(yè)的課程結(jié)構(gòu)5.4.2 “實(shí)體控制”類課程體系5.4.3 “信息控制”類課程體系5.4.4 “模型控制”類課程體系第第5 5章章 自動化學(xué)科專業(yè)的知識體系與課程體系自動化學(xué)科專業(yè)的知識體系與課程體系 針對生產(chǎn)過程自動化的參考課程結(jié)構(gòu)與體系 注：考慮到生源與培養(yǎng)目標(biāo)的差異和制訂教學(xué)計劃的見仁見智，課程結(jié)構(gòu)與體系間的差別可能較大。當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)時發(fā)現(xiàn)，自己所在的學(xué)校、專業(yè)的課程結(jié)構(gòu)、體系與后面給出的參考體系有較大差別，一點(diǎn)也不奇怪。課課 程程 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)一年級一年級二年級二年級三年級三年級四年級四年級秋季學(xué)期春季學(xué)期秋季學(xué)期春季學(xué)期秋季學(xué)期春季學(xué)

8、期秋季學(xué)期春季學(xué)期通識教育課自然科學(xué)高等數(shù)學(xué)大學(xué)物理高等數(shù)學(xué)線性代數(shù)大學(xué)物理復(fù)變函數(shù)概率統(tǒng)計大學(xué)化學(xué)*數(shù)值分析*隨機(jī)過程*運(yùn)籌學(xué)*信息基礎(chǔ)計算機(jī)文化程序設(shè)計語言多媒體技術(shù)*其他組（略）專業(yè)基礎(chǔ)課電工與電子電路模擬電子技術(shù)電磁場*數(shù)字電子技術(shù)信號與系統(tǒng)電力電子*機(jī)械與工程工程制圖機(jī)械原理計算機(jī)原理軟件技術(shù)微機(jī)原理工業(yè)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)PLC技術(shù)*單片機(jī)原理*嵌入式系統(tǒng)*控制基礎(chǔ)自動化概論自動控制原理現(xiàn)代控制理論檢測與傳感專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)踐機(jī)械實(shí)習(xí)電路實(shí)驗(yàn)電子實(shí)驗(yàn)電子實(shí)驗(yàn)自動控制實(shí)驗(yàn)電力電子實(shí)驗(yàn)微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)代控制實(shí)驗(yàn)檢測實(shí)驗(yàn)專業(yè)課業(yè)基本控制自動化儀表過程系統(tǒng)辨識控制電機(jī)過程控制系統(tǒng)計算機(jī)控制運(yùn)動控制系統(tǒng)*專業(yè)

9、方向控制系統(tǒng)設(shè)計*管理信息系統(tǒng)*集散控制系統(tǒng)現(xiàn)場總線技術(shù)儀表抗干擾人工智能*最優(yōu)控制*專業(yè)前沿過程仿真*智能控制*專業(yè)實(shí)踐電機(jī)拖動實(shí)驗(yàn)專業(yè)課實(shí)驗(yàn)生產(chǎn)實(shí)習(xí)課程設(shè)計畢業(yè)設(shè)計“信息控制”類參考課程體系 之1分專業(yè)方向 （見書） 之2不分專業(yè)方向（見下表）課課 程程 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)一年級一年級二年級二年級三年級三年級四年級四年級秋季學(xué)期春季學(xué)期秋季學(xué)期春季學(xué)期秋季學(xué)期春季學(xué)期秋季學(xué)期春季學(xué)期通識教育課自然科學(xué)工科數(shù)學(xué)分析大學(xué)物理工科數(shù)學(xué)分析線性代數(shù)大學(xué)物理復(fù)變函數(shù)概率統(tǒng)計大學(xué)化學(xué)*數(shù)值分析隨機(jī)過程*運(yùn)籌學(xué)信息基礎(chǔ)計算機(jī)文化程序設(shè)計語言多媒體技術(shù)*其他組（略）專業(yè)基礎(chǔ)課電工與電子電路模擬電子技術(shù)電磁場數(shù)字電

10、子技術(shù)信號與系統(tǒng)電力電子*機(jī)械與工程工程制圖機(jī)械原理計算機(jī)原理軟件技術(shù)微機(jī)原理工業(yè)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)PLC技術(shù)*單片機(jī)原理*嵌入式系統(tǒng)*DSP*控制基礎(chǔ)自動化概論自動控制原理現(xiàn)代控制理論檢測與傳感控制系統(tǒng)仿真專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)踐機(jī)械實(shí)習(xí)電路實(shí)驗(yàn)電子實(shí)驗(yàn)電子實(shí)驗(yàn)自動控制實(shí)驗(yàn)電力電子實(shí)驗(yàn)微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)代控制實(shí)驗(yàn)檢測實(shí)驗(yàn)專業(yè)課基本控制電機(jī)與拖動運(yùn)動控制系統(tǒng)過程控制系統(tǒng)計算機(jī)控制專業(yè)方向現(xiàn)代檢測技術(shù)*數(shù)字信號處理*管理信息系統(tǒng)*系統(tǒng)工程*人工智能*最優(yōu)控制*CIM系統(tǒng)*樓宇自動化*專業(yè)前沿智能控制*機(jī)器人控制*信息融合*專業(yè)實(shí)踐電機(jī)拖動實(shí)驗(yàn)專業(yè)課實(shí)驗(yàn)生產(chǎn)實(shí)習(xí)課程設(shè)計畢業(yè)設(shè)計“模型控制”類自動化專業(yè)的參考課程體系 課課 程程 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)一年級一年級二年級二年級三年級三年級四年級四年級秋季學(xué)期春季學(xué)期秋季學(xué)期春季學(xué)期秋季學(xué)期春季學(xué)期秋季學(xué)期春季學(xué)期通識教育課自然科學(xué)數(shù)學(xué)分析大學(xué)物理數(shù)學(xué)分析線性代數(shù)大學(xué)物理復(fù)變函數(shù)概率統(tǒng)計數(shù)值分析現(xiàn)代生物學(xué)*數(shù)理方程近代物理*隨機(jī)過程運(yùn)籌學(xué)離散數(shù)學(xué)*泛函分析*信息基礎(chǔ)計算機(jī)文化程序設(shè)計語言電子商務(wù)*多媒體技術(shù)*其他組（略）專業(yè)基礎(chǔ)課電工與電子電路模擬電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)機(jī)械與工程工程制圖計算機(jī)原理軟件技術(shù)微