自動化學(xué)科概論第5章

第5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)科的知識結(jié)構(gòu)與知識體系自動化專業(yè)的知識結(jié)構(gòu)與知識體系自動化專業(yè)人才的知識、素質(zhì)與能力自動化專業(yè)的課程結(jié)構(gòu)與課程體系第5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)科的研究內(nèi)容自動化學(xué)科的知識結(jié)構(gòu)自動化學(xué)科的知識體系5.1自動化學(xué)科的知識結(jié)構(gòu)與知識體系5.1.1

自動化學(xué)科的研究內(nèi)容自動化科學(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5.1.2

自動化學(xué)科的知識結(jié)構(gòu)采用計(jì)算機(jī)控制的典型自動化系統(tǒng)控制器對象執(zhí)行器傳感器信號處理D/AA/D-操作+指令噪聲外部干擾噪聲輸出⑴從“反饋”與“控制”的角度看負(fù)反饋閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)⑵從信息與物質(zhì)、能量的角度來看基本的負(fù)反饋閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)用信息與物質(zhì)、能量轉(zhuǎn)換關(guān)系來表示的負(fù)反饋閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)+信息控制物質(zhì)對象信息應(yīng)用信息獲取信息處理信息傳輸-⑶從數(shù)字量與模擬量的角度

看負(fù)反饋閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)（控制） 廣義的被控對象數(shù)

字

量模

擬

量⑷從子系統(tǒng)的角度來看基本的負(fù)反饋閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)及其等效圖自動化學(xué)科中的各個重要概念完成一個基本系統(tǒng)的反饋控制需要用到幾乎全部自動化學(xué)科知識域中的知識控制器對象執(zhí)行器傳感器信號處理D/AA/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)框架自動化科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的三層知識結(jié)構(gòu)簡圖基礎(chǔ)知識層控制知識層：系統(tǒng)知識層：5.1.3

自動化學(xué)科的知識體系反映自動化學(xué)科特點(diǎn)的五個知識領(lǐng)域是：控制與智能、對象與建模、系統(tǒng)與工程等三個知識領(lǐng)域則可視為自動化學(xué)科知識體系的核心知識，1）

“傳感與檢測”知識領(lǐng)域，2）“網(wǎng)絡(luò)與通信”知識領(lǐng)域，3）“計(jì)算與處理”知識領(lǐng)域，4）

“控制與智能”知識領(lǐng)域，5）“執(zhí)行與驅(qū)動”知識領(lǐng)域，6）“對象與建?！敝R領(lǐng)域，7）“系統(tǒng)與工程”知識領(lǐng)域，不同類型的知識結(jié)構(gòu)與體系的劃分“實(shí)體控制”類知識結(jié)構(gòu)與體系“信息控制”類知識結(jié)構(gòu)與體系“模型控制”類知識結(jié)構(gòu)與體系5.2

自動化專業(yè)的知識結(jié)構(gòu)與知識體系三類不同的知識結(jié)構(gòu)與知識體系5.2.1

不同類型的知識結(jié)構(gòu)與體系的劃分研究的不同層次，“模型控制”“信息控制”“實(shí)體控制”適應(yīng)不同院校、不同專業(yè)設(shè)置需要的不同類型“模型控制”類知識結(jié)構(gòu)與知識體系

“信息控制”類知識結(jié)構(gòu)與知識體系

“實(shí)體控制”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”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)：5.2.2

實(shí)體控制類知識結(jié)構(gòu)與體系“信息控制”類知識結(jié)構(gòu)與體系特點(diǎn)：信息的特點(diǎn)。通識自動化的特點(diǎn)系統(tǒng)的特點(diǎn)學(xué)科分類的特點(diǎn)5.2.3

信息控制類知識結(jié)構(gòu)與體系“模型控制”類知識結(jié)構(gòu)與體系特點(diǎn)：5.2.4

模型控制類知識結(jié)構(gòu)與體系自動化專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)自動化專業(yè)人才的完整知識結(jié)構(gòu)自動化專業(yè)人才的素質(zhì)、能力要求5.3自動化專業(yè)人才的知識、素質(zhì)與能力自動化專業(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”。①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；②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)。5.3.1

自動化專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)對自動化專業(yè)人才的知識、素質(zhì)與能力要求綜合表總要求具

體

要

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)用知識能力、創(chuàng)造知識（科研創(chuàng)新）能力。自動化專業(yè)的課程結(jié)構(gòu)“實(shí)體控制”類課程體系“信息控制”類課程體系“模型控制”類課程體系5.4

自動化專業(yè)的課程結(jié)構(gòu)與課程體系5.4.1

自動化專業(yè)的課程結(jié)構(gòu)5.4.2

“實(shí)體控制”類課程體系參考課程結(jié)構(gòu)與體系課程結(jié)構(gòu)一年級二年級三年級四年級秋季學(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)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(jì)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(jì)算機(jī)文化程序設(shè)計(jì)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(jì)算機(jī)原理軟件技術(shù)微機(jī)原理工業(yè)計(jì)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(jì)算機(jī)控制

運(yùn)動控制系統(tǒng)*專業(yè)方向控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)*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(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)5.4.3

“信息控制”類課程體系“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）課程結(jié)構(gòu)一年級二年級三年級四年級秋季學(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)分工科數(shù)學(xué)分復(fù)變函數(shù)數(shù)值分析隨機(jī)過程*運(yùn)籌學(xué)析析概率統(tǒng)計(jì)大學(xué)物理線性代數(shù)大學(xué)化學(xué)*大學(xué)物理信息基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)文化程序設(shè)計(jì)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(jì)算機(jī)原理軟件技術(shù)微機(jī)原理工業(yè)計(jì)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(jì)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(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)5.4.4

“模型控制”類課程體系“模型控制”類自動化專業(yè)的參考課程體系課程結(jié)構(gòu)一年級二年級三年級四年級秋季學(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)分析數(shù)學(xué)分析復(fù)變函數(shù)數(shù)理方程隨機(jī)過程運(yùn)籌學(xué)泛函分析*大學(xué)物理線性代數(shù)概率統(tǒng)計(jì)近代物理*離散數(shù)學(xué)*大學(xué)物理數(shù)值分析現(xiàn)代生物學(xué)*信息基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)文化程序設(shè)計(jì)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(jì)算機(jī)原理軟件技術(shù)微機(jī)原理計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)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