自動化專業(yè)導(dǎo)論

。-可編輯修改-自動化專業(yè)導(dǎo)論認知學(xué)校：專業(yè)年級：姓名：摘要：隨著21世紀經(jīng)濟的快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的革新也日新月異，自動化技術(shù)也日趨成熟，應(yīng)用領(lǐng)域也更加廣泛，應(yīng)用前景大好。人們也力求使生產(chǎn)發(fā)展變得更加快捷準(zhǔn)確，處理過程更加自動一體化，減少人力勞動。本文主要介紹進行了自動化專業(yè)導(dǎo)論學(xué)習(xí)后對本專業(yè)的認識和感悟和發(fā)展。關(guān)鍵字：快捷準(zhǔn)確、自動、認知、發(fā)展自動化介紹：自動化(Automation)，是指機器或裝置在無人干預(yù)的情況下按規(guī)定的程序或指令自動的進行操作或運行。廣義地講，自動化還包括模擬或再現(xiàn)人的智能活動。機器或裝備在無人干預(yù)的情況下按照規(guī)定的程序或指令制動進行操作或控制的過程。自動化技術(shù)廣泛運用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、科學(xué)研究、商業(yè)、醫(yī)療、服務(wù)和家庭等方面。采用自動化技術(shù)不僅可以讓人從繁重的體力、部分腦力勞動和惡劣、危險的工作環(huán)境中解放出來，還可以提高工作的準(zhǔn)確性與連貫性，更能提高工作效率，提高生產(chǎn)力。自動化技術(shù)的覆蓋程度也是衡量一個企業(yè)發(fā)展能力的一項重要指標(biāo)。自動化發(fā)展簡介：自動化技術(shù)的發(fā)展歷史，大致可以劃分為自動化的形成、局部自動化和綜合自動化三個時期。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)。瓦特的這項發(fā)明開創(chuàng)了近代自動調(diào)節(jié)裝置應(yīng)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。

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，每一項新科技的產(chǎn)生都將最先服務(wù)于軍事，在敵我雙方的科技較量中，不斷促進科技的發(fā)展

。即使是現(xiàn)如今，越來越多得國家都希望軍隊更加自動化，如無人機的發(fā)展，按照預(yù)設(shè)指令進行目標(biāo)打擊，本方還不存在傷亡問題。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。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(fù)雜的控制﹐使綜合自動化成為現(xiàn)實。自動化和自動控制：“設(shè)計者只要輸入相關(guān)數(shù)據(jù)（如產(chǎn)品的規(guī)格、功能、要求等），計算機就能完全自動地進行分析、計算和設(shè)計，并自動輸出設(shè)計的結(jié)果。”準(zhǔn)確的說，自動化是指機器、裝置或過程在無人直接參與的情況下，按照要求，經(jīng)過自動檢測、信息處理、分析判斷、自動地進行操作實現(xiàn)預(yù)期目的的過程。也就是說自動化能夠使機器自動完成某些事情而不需要人直接參與。自動控制是指關(guān)于系統(tǒng)的分析、設(shè)計和運行的理論和技術(shù)。也就是說，自動控制是自動化的理論和技術(shù)。各種自動控制系統(tǒng):自動控制系統(tǒng)是在沒有人直接參與下可以使生產(chǎn)過程或其他過程按照期望規(guī)律或預(yù)定程序運行的系統(tǒng)。自動控制系統(tǒng)是實現(xiàn)自動化的主要手段，主要由控制器、被控對象、執(zhí)行機構(gòu)和變送器四個部分構(gòu)成。分類：1、根據(jù)控制原理，自動控制系統(tǒng)分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。開環(huán)控制系統(tǒng)：在開環(huán)控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)的輸出只受輸入的控制，控制精度和抑制干擾的特性都比較差。簡單的說，除了輸入的控制量外，在整個系統(tǒng)運行過程中，再無人為的外加控制量，而系統(tǒng)對外界造成的干擾抑制能力弱，導(dǎo)致輸出結(jié)果精度較低。閉環(huán)控制系統(tǒng)：閉環(huán)控制系統(tǒng)以反饋原理為基礎(chǔ)，利用輸出量的期望值的偏差對系統(tǒng)進行控制，有較好的控制性能，又叫反饋控制系統(tǒng)。2.根據(jù)給定信號，自動控制系統(tǒng)又分為恒值控制系統(tǒng)、隨動系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)。恒值控制系統(tǒng)：給定值不變，要求系統(tǒng)輸出量以一定精度接近給定希望值得系統(tǒng)。隨動控制系統(tǒng)：給定值按未知時間函數(shù)變化，要求輸出跟隨給定值的變化。程序控制系統(tǒng)：給定值按一定時間函數(shù)變化。應(yīng)用：1、汽車工業(yè)的工廠自動化控制，采用自動一體化作業(yè)的生產(chǎn)方式，借著整條生產(chǎn)線的分工裝配，每幾分鐘即可生產(chǎn)一部汽車。電子工業(yè)的工廠自動化控制，亦采用自動一體化作業(yè)的生產(chǎn)方式，產(chǎn)出各式各樣的消費電子產(chǎn)品，如電視機、照相機等。還有紡織工業(yè)、芯片制造工業(yè)、電機等工業(yè)的自動化控制；2、在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面，通過對機械進行程序設(shè)定，使機械自動按照預(yù)設(shè)程序進行工作，如自動收割機，自動除雜烘干，溫室大棚的溫濕度管理；3、在交通方面，交通燈也運用了自動控制，通過預(yù)期程序設(shè)定通行時間，以及各個干道的通行次序，人通行時間的設(shè)定等，使程序準(zhǔn)確按照設(shè)定運行，減少了警力的使用，也使得通行有了秩序性。4、在軍事方面，由于技術(shù)的發(fā)展，飛行器的速度已遠遠不能靠人類的大腦來反應(yīng)控制。這就需要自動控制系統(tǒng)。通過導(dǎo)航系統(tǒng)、制導(dǎo)系統(tǒng)、姿態(tài)控制系統(tǒng)等實現(xiàn)對其控制。例如攔截導(dǎo)彈中先要對被攔截的導(dǎo)彈進行軌跡預(yù)算，然后在攔截的過程中，攔截導(dǎo)彈要隨時通過反饋調(diào)整飛行姿態(tài)和軌跡矯正。這一系列過程都是自動控制的體現(xiàn)。各種控制系統(tǒng)舉例說明開環(huán)控制系統(tǒng)：由開環(huán)控制系統(tǒng)中輸出量主要受輸入量的控制，且輸出量不會對輸入量產(chǎn)生影響，所以應(yīng)用較為典型的就是汽車的生產(chǎn)流水線。當(dāng)汽車任意一個配件上流水線后，就將按照預(yù)設(shè)的程序，與其他的零部件進行組合焊接，直到一輛車的制造完成，這個流程為單方向，輸入量可以影響輸出，但輸出不會對輸入造成影響。閉環(huán)控制系統(tǒng)：恒溫控制系統(tǒng)就是閉環(huán)控制系統(tǒng)的一個典型應(yīng)用。當(dāng)給定一個預(yù)設(shè)溫度之后，溫度傳感器就會將所采集到的溫度樣本數(shù)據(jù)與給定值進行比較，若實際溫度低于給定值，則有控制中心輸出控制信號，控制升溫裝置，使得溫度達到預(yù)設(shè)值；若高于，則控制制冷裝置實現(xiàn)恒溫。在整個過程中，溫度可以引起控制信號的變化，同時控制信號的變化又可以引起溫度的變化，并且在整個過程中，除了給定溫度值外，其他過程均由系統(tǒng)自行調(diào)控完成。恒值系統(tǒng)同樣恒溫系統(tǒng)也屬于恒值系統(tǒng)的應(yīng)用。同時恒值系統(tǒng)也可以用于水池水位的控制，通過檢測水位值與預(yù)設(shè)值對比，通過調(diào)節(jié)進水口和出水口的開閉來使得水池的水位接近于預(yù)設(shè)值。隨動系統(tǒng)四旋翼飛行器和平衡車都是隨動系統(tǒng)的一個很好的體現(xiàn)。就拿四旋翼飛行器的懸停和平衡車平衡來說。四旋翼飛行器通過控制槳葉的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力使機身上升，當(dāng)升力與自身重力相等時，就可以是四旋翼飛機懸停。但是在懸停的過程中，機身會不斷受到氣流的影響而產(chǎn)生傾斜，因為發(fā)生的情況是不可預(yù)知的，所以控制系統(tǒng)會根據(jù)陀螺儀反饋過來的信息，通過輸出不同控制信號，對各個機翼進行控制，使得飛行器保持穩(wěn)定懸停。同樣的道理，平衡車在發(fā)生車身傾斜時，有陀螺儀反饋信息，經(jīng)過處理器按照一定算法處理后，輸出不同的控制信號對舵機進行控制，從而保持車身平衡。程序控制系統(tǒng)程序控制系統(tǒng)是給定值按一定時間函數(shù)變化，最常見的就是程控機床，按照給定的時間邏輯過程進行自動化的發(fā)展展望自動化技術(shù)在工業(yè)及其他領(lǐng)域的地位和作用自動化技術(shù)是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的支柱，地位重要。自動化技術(shù)是二次工業(yè)革命以后發(fā)展并成熟起來的一門控制技術(shù)，它內(nèi)涵豐富、外延廣闊，所涉及的領(lǐng)域或技術(shù)層面就目前情況而言可包括：(1)電能和電力輸配；(2)功率器件和電力電子技術(shù)；(3)電機與電力拖動；(4)電氣測量與檢測技術(shù)；(5)電器元件及電器控制、PLC控制技術(shù)；(6)新型電源與電力電子裝置；(7)節(jié)能技術(shù)和諧波抑制；(8)家用電器與辦公設(shè)備等。自動化技術(shù)是綜合利用了計算機技術(shù)、制造技術(shù)、控制技術(shù)、電子技術(shù)、通訊技術(shù)和管理科學(xué)等學(xué)科知識，采用設(shè)備集成和信息集成,實現(xiàn)了從規(guī)劃設(shè)計、生產(chǎn)制造、管理銷售等功能的自動化控制。所涵蓋內(nèi)容從最底層的感應(yīng)元件、傳感器到執(zhí)行機構(gòu)、自動化監(jiān)測系統(tǒng)等非常廣泛，是現(xiàn)代化工業(yè)建立與發(fā)展的一個重要支柱技術(shù)，是關(guān)系到國民經(jīng)濟發(fā)展和人們生活改善的關(guān)鍵技術(shù)之一，也是本世紀工業(yè)發(fā)展的一項至關(guān)重要的關(guān)鍵技術(shù)。自動化技術(shù)的發(fā)展前景目前我國的自動化技術(shù)應(yīng)用還比較落后，從改革開放以來，自動化技術(shù)在我國的應(yīng)用已取得了相當(dāng)?shù)某煽?，為國民?jīng)濟建設(shè)和發(fā)展做出了很大的貢獻。但是，與國際水平相比，我國的自動化水平還處于比較稚嫩和脆弱的時期?，F(xiàn)今，國家加大技術(shù)改造的步伐，使我國工業(yè)技術(shù)多樣化、自動化、智能化方向發(fā)展，而自動化技術(shù)的采用是發(fā)展和提高國民經(jīng)濟諸多產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平的重要手段，也是我國對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)技術(shù)改造、建立自動化工業(yè)體系及高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)。用自動化技術(shù)改造現(xiàn)有工業(yè)任務(wù)繁重，人才需求量較大目前，隨著科學(xué)技術(shù)進步及高科技產(chǎn)品的更新?lián)Q代，在冶金及石化等行業(yè)的大中型企業(yè)中，采用新技術(shù)、新工藝,淘汰原有工藝設(shè)備，進行老企業(yè)的一系列技術(shù)改造已越來越多，也越來越普遍。所以，這個專業(yè)的發(fā)展前景巨大，市場廣闊。自己對自動化的認知和期望通過專業(yè)導(dǎo)論課的學(xué)習(xí)，讓我清楚了自動化專業(yè)的學(xué)習(xí)方向以及專業(yè)的面對對象。在后續(xù)的了解中，了解了關(guān)于自動化的就業(yè)方向、就業(yè)前景，了解了自動化的應(yīng)用和發(fā)展，明白了自動化在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中的重要地位。通過自動控制，可以減少人力的輸出，并且可以將人從惡劣、危險的工作環(huán)境中解放出來。只需設(shè)定預(yù)設(shè)程序，系統(tǒng)或機器就能按照預(yù)設(shè)的過程完成任務(wù)，達到預(yù)期目的。隨動系統(tǒng)則能夠隨時監(jiān)測和處理突發(fā)的干擾因素，確保工作系統(tǒng)能夠達到預(yù)期工作效果。在本次學(xué)習(xí)中，也深刻了解到了自動化專業(yè)正在飛速發(fā)展，“熟練昨天的技術(shù)，開創(chuàng)明天的新技術(shù)”是專業(yè)發(fā)展的目標(biāo)?！案俚娜肆ν度?，跟大的效率輸出”也是自動化技術(shù)的一大標(biāo)志，但在技術(shù)發(fā)展的同時，減少環(huán)境的污染也是自動化技術(shù)發(fā)展的一大嚴峻考驗。自動化專業(yè)是近幾年高校教育改革中幾個控制類專業(yè)合并后形成的寬口徑專業(yè)，其實自動化就是搞控制的，用老師的話說就是控制一切可以控制的物理量。在自動化專業(yè)的學(xué)習(xí)中，學(xué)好基礎(chǔ)的“數(shù)模電”“電路”知識是非常重要的，要熟練掌握計算機硬件知識，還要學(xué)習(xí)軟件編程算法以及“信號與系統(tǒng)”等基礎(chǔ)知識，以及“自動控制原理”等專業(yè)知識，并且應(yīng)該秉承學(xué)以致用的思想，將學(xué)習(xí)與實踐相結(jié)合，才能更好的理解和運用自動控制技術(shù)。自動化導(dǎo)論讓我對自動化專業(yè)有了較為清楚的認識，也正是我興趣所在。我相信自己能夠在這條路上堅持走下去，努力去學(xué)習(xí)專業(yè)知識，堅持學(xué)習(xí)實踐相結(jié)合，讓自己的知識創(chuàng)造出價值。參考文獻：[1]應(yīng)杭.軟件自動化測試技術(shù)及應(yīng)用研究[D].浙江大學(xué),2006.[2]韓璞,董澤,張倩.自動化技術(shù)的發(fā)展及其在火電廠中的應(yīng)用[J].華北電力大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2008,06:94-98.[3]胡芳.自動化技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用探討[J].科技傳播,2014,15:126-127.[4]方建智.自動控