我所了解的自動化專業(yè)

我所了解的自動化專業(yè)摘要為了更好的定位自身，進一步深入了解了自動化專業(yè)，更好的應對將來的專業(yè)分流和選課，并且可以有更準確獨立“決策”的依據(jù)，特寫下此有關(guān)自動化專業(yè)的綜述性讀書報告。讀完了相關(guān)書籍，我對本專業(yè)有了更加深入和全面的了解，學習的目的性更明確了。關(guān)鍵詞：自動化，知識體系，相互關(guān)系，前景MYUNDERSTANDINGABOUTAUTOMATIONABSTRACTInordertobetterpositionmyself,furtherin-depthunderstandingoftheautomation,copebetterwithfutureprofessionaltriageandelectivecourses,andcanbemoreaccurateandindependent"decision"basis,sowrotedowntheautomationprofessionalreviewbookreport.Afterreadingthebook,Ihadamorein-depthandcomprehensiveunderstandingoftheprofession,andthepurposeoflearningismoreclearly.KeyWords:Automation,knowledgesystem,mutualrelation,prospect1引言較深入的了解：（1） 自動化專業(yè)的內(nèi)涵、外延與定位（2） 自動化科學與技術(shù)的基本理論原理和核心概念（3） 自動化學科的知識體系、需要掌握的知識元及其相互關(guān)系（4） 自動化專業(yè)的課程體系、需要學習的主要課程及其相互關(guān)系2自動化綜述自動化（Automation）的定義所謂自動化，是指機器或裝置在無人干預的情況下按規(guī)定的程序或指令，經(jīng)過自動檢測、信息處理、分析判斷、操縱控制，實現(xiàn)預期的目標。通俗的說，自動化就是用機器設備或系統(tǒng)代替人完成某種生產(chǎn)任務，或代替人實現(xiàn)某種生產(chǎn)過程，或代替人進行事物管理工作。自動化技術(shù)的應用自動化技術(shù)在機械加工、采礦冶煉、化學工業(yè)、電力系統(tǒng)、交通運輸、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護、醫(yī)藥衛(wèi)生、軍事技術(shù)、航空航天、科學研究、辦公服務等領(lǐng)域都得到了廣泛的應用。自動化技術(shù)的發(fā)展歷史自動化技術(shù)的發(fā)展歷史，大致可以劃分為自動化技術(shù)形成、局部自動化和綜合自動化三個時期。1）自動化技術(shù)形成時期（18世紀末?20世紀30年代）1788年英國機械師J.瓦特發(fā)明離心式調(diào)速器（又稱飛球調(diào)速器），并把它與蒸汽機的閥門連接起來，構(gòu)成蒸汽機轉(zhuǎn)速的閉環(huán)自動控制系統(tǒng)（見圖瓦特離心式調(diào)速器對蒸汽機轉(zhuǎn)速的控制）。瓦特的這項發(fā)明開創(chuàng)了近代自動調(diào)節(jié)裝置應用的新紀元，對第一次工業(yè)革命及后來控制理論的發(fā)展有重要影響。2）局部自動化時期（20世紀40?50年代）第二次世界大戰(zhàn)時期形成的經(jīng)典控制理論對戰(zhàn)后發(fā)展局部自動化起了重要的促進作用。在第二次世界大戰(zhàn)期間，德國的空軍優(yōu)勢和英國的防御地位，迫使美國、英國和西歐各國科學家集中精力解決了防空火力控制系統(tǒng)和飛機自動導航系統(tǒng)等軍事技術(shù)問題。在解決這些問題的過程中形成了經(jīng)典控制理論，設計出各種精密的自動調(diào)節(jié)裝置，開創(chuàng)了系統(tǒng)和控制這一新的科學領(lǐng)域。3）綜合自動化時期（20世紀50年代末起至今）20世紀50年代末空間技術(shù)迅速發(fā)展，迫切需要解決多變量系統(tǒng)的最優(yōu)控制問題。許多學者試圖把經(jīng)典控制理論推廣到多變量系統(tǒng)的控制，都遭到了失敗。需要尋求新的理論和方法，于是誕生了現(xiàn)代控制理論?，F(xiàn)代控制理論的形成和發(fā)展為綜合自動化奠定了理論基礎(chǔ)。在這一時期，微電子技術(shù)有了新的突破。1958年出現(xiàn)晶體管計算機，1965年出現(xiàn)集成電路計算機，1971年出現(xiàn)單片微處理機。微處理機的出現(xiàn)對控制技術(shù)產(chǎn)生了重大影響，控制工程師可以很方便地利用微處理機來實現(xiàn)各種復雜的控制，使綜合自動化成為現(xiàn)實。1957年9月12日國際自動控制聯(lián)合會（IFAC）在巴黎召開成立大會。有18個國家的代表團出席了這次大會。中國是發(fā)起國之一。會上通過了大會的章程和細則，選舉美國自動控制專家H.切斯特納為IFAC第一屆主席。從1960年起每三年召開一次國際自動控制學術(shù)大會，并出版《自動學》、《IFAC通訊》等期刊，IFAC的成立標志著自動控制這一學科已經(jīng)成熟，通過國際合作來推動系統(tǒng)和控制領(lǐng)域的新發(fā)展。自動化技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在以下兩個方面：1、 三論：系統(tǒng)論、信息論、控制論。2、 兩個主題和一個關(guān)鍵。主題：穩(wěn)定和優(yōu)化，關(guān)鍵：建立被控對象的控制。自動化學科的發(fā)展，主要體現(xiàn)在其理論越來越豐富，并且在用理論解決實際課題方面有一系列重大突破。理論的意義在于指導實踐。自動化正是因此而得到飛快的發(fā)展。自動控制自動化作為一種行為和一種狀態(tài)，它是通過自動控制系統(tǒng)實現(xiàn)的。自動控制系統(tǒng)是指能夠?qū)崿F(xiàn)“自動化”任務的設備，它是人造系統(tǒng)，而且是工程技術(shù)領(lǐng)域的人造系統(tǒng)。自動控制系統(tǒng)通常由控制部分和控制對象組成。一個典型的自動控制系統(tǒng)則由下列不同功能的基本部分組成：（1）被控對象（2）給定環(huán)節(jié)（3）測量環(huán)節(jié)（4）比較環(huán)節(jié)（5）控制環(huán)節(jié)（6）執(zhí)行環(huán)節(jié)。按照各環(huán)節(jié)（部件）的功能，可以組成典型的自動控制系統(tǒng)，如圖1所示。圖1典型自動控制系統(tǒng)方框圖實際上，可以把一個自動控制系統(tǒng)看成是一個將輸入信號加工或變換為所期望的輸出信號的裝備，系統(tǒng)的控制工程就是信號的加工、處理過程。課件，自動控制系統(tǒng)處理的主要是信息（信號）。自動控制理論從三個方面對自動控制系統(tǒng)進行研究和闡述：（1）系統(tǒng)的模型（2）系統(tǒng)的分析（3）控制系統(tǒng)的綜合。自動控制理論在不同的時期針對不同的實際問題，提出了不同的解決控制問題的方法，從而形成了不同特色的理論和技術(shù)體系。（1）經(jīng)典控制理論（2）現(xiàn)代控制理論（3）大系統(tǒng)理論和智能控制技術(shù)一個自動控制系統(tǒng)在受到外界各種形式干擾或人為改變給定值時，被控量都會發(fā)生變化，偏離期望值。但是它應該能在系統(tǒng)的自動控制作用下，經(jīng)過一定的過渡過程，恢復到原來的穩(wěn)定值或者穩(wěn)定到一個新的穩(wěn)定值，這時系統(tǒng)從原來的平衡狀態(tài)過渡到一個新的平衡狀態(tài)。通常把兩個平衡狀態(tài)之間的過渡過程稱為動態(tài)，處于平衡狀態(tài)時稱為靜態(tài)。以被控量從一個平衡狀態(tài)到一個新的平衡狀態(tài)為例，自動控制系統(tǒng)的動態(tài)過程通常有如圖2所示的幾種形式，它們分別是:（1） 單調(diào)收斂過程。如圖2（a）（2） 單調(diào)發(fā)散過程。如圖2（b）（3） 衰減震蕩過程。如圖2（c）（4） 等幅震蕩過程。如圖2（d）（5） 發(fā)散震蕩過程。如圖2（e）圖2自動控制系統(tǒng)的幾種動態(tài)過程歸納起來，對自動控制系統(tǒng)的基本性能要求有三個方面：（1）穩(wěn)定性（2）快速性（3）準確性自動化基本設備實際的自動控制系統(tǒng)，無論是傳統(tǒng)的模擬控制系統(tǒng)，還是以計算機為核心的數(shù)字控制系統(tǒng)，都由一些基本的自動化設備（部件、裝置）有機組織而成。信息獲取一一傳感器。自動控制系統(tǒng)中需要檢測被控量，狀態(tài)量以構(gòu)成反饋回路，需要檢測擾動信號以形成前饋補償。檢測系統(tǒng)內(nèi)部或外部的物理參數(shù)，以獲取相應的信息，這是傳感器所承擔的任務。信息傳輸一一信號轉(zhuǎn)換與傳輸網(wǎng)絡。在自動控制系統(tǒng)中信息的傳輸是多方面的。在基于網(wǎng)絡技術(shù)的計算機控制系統(tǒng)中，無論是DCS的控制網(wǎng)絡，F(xiàn)CS的現(xiàn)場總線，還是PLC系統(tǒng)的任一層網(wǎng)絡，其功能就是網(wǎng)站各站點之間傳輸信息，交換信息，實現(xiàn)信息共享，達到共同完成自動控制任務的目的。信息處理一一控制器?？刂破魍ㄟ^對系統(tǒng)的外部信息和內(nèi)部信息的處理，得出對被控制對象的控制信號。控制器可視為特定的信息處理器，它按既定的控制策略處理信號，它輸出的控制信號是它對輸入信號處理的結(jié)果。信息應用一一執(zhí)行器。從信息的角度出發(fā)，控制信號是信息處理的結(jié)果，而作為對

被控對象實施控制作用的設備一一執(zhí)行器，就是信息處理的落腳點，實現(xiàn)對信息的應用。自動化學科、專業(yè)的知識體系與課程體系整個自動化學科的知識體系由三層知識構(gòu)成（包括十個知識域），分別是:圖3自動化學科的三層知識結(jié)構(gòu)圖（1） 基礎(chǔ)知識層：含三個知識域，分別為數(shù)理基礎(chǔ)，機電基礎(chǔ)，計算機基礎(chǔ)；（2） 控制知識層：含六個知識域，分別為傳感與檢測（或信息獲取）、網(wǎng)絡與通信（或信息傳輸）、計算與處理（或信息處理）、控制與智能（或信息控制）、執(zhí)行與驅(qū)動（或信息應用、信息能量轉(zhuǎn)換）、對象與建模；（3） 系統(tǒng)知識層：含系統(tǒng)與工程一個知識域。自動化專業(yè)的課程體系包括三個課程類和十五個課程組，分別為：圖4自動化專業(yè)的課程結(jié)構(gòu)（1） 通識教育課：含六個課程組，分別為人文科學基礎(chǔ)組、社會科學基礎(chǔ)組、自然科學基礎(chǔ)組、信息基礎(chǔ)組、外語組、文體組；（2） 專業(yè)基礎(chǔ)課：含五個課程組，分別為電工電子組、機械與工程組、計算機原理組（或計算機與網(wǎng)絡組）、控制基礎(chǔ)組（或檢測與控制組X專業(yè)基礎(chǔ)實踐組；（3）專業(yè)課：含四個課程組，分別為（基本）控制組、專業(yè)方向組、專業(yè)實踐組、專業(yè)前沿組。3總結(jié)進入大學后，我曾經(jīng)感到有困惑。自動化這個專業(yè)是一個什么樣的專業(yè)，在學習了自動化這個專業(yè)后，將來能干什么，就業(yè)前景如何？在看了相關(guān)的書籍以后，使我逐步了解了自動化專業(yè)，提高了對它的認識，使我了解了它的廣泛應用、發(fā)展前景、就業(yè)方向。這也就促使我在今后的學習中，扎實基礎(chǔ)，注重實踐，努力學習自己的專業(yè)知識，為今后的工作或是繼續(xù)深造打下堅實的基礎(chǔ)。首先我們要明確學習目的，即掌握知識，掌握為人民服務，為社會主義祖國服務的本領(lǐng)，其次要重視實踐學習。實踐是檢驗真理的唯一標準。多參與實踐，才能提高我們的動手能力和創(chuàng)新能力?？傊?，我們必須學好理論知識，然后理論聯(lián)系實際，重視面向?qū)嶋H，勇于解決實際問題，重視創(chuàng)新應用。要嚴格要求自己，勤奮刻苦，持之以恒，為建設有中國特色社會主義事業(yè)而奮斗。參考文獻[1]戴先中，趙宇宙.自動化學科概論[M].北京：高