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，特寫下此有關自動化專業(yè)的綜述性讀書報告。讀完了相關書籍，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。關鍵詞：自動化，知識體系，相互關系，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)的內涵、外延與定位（2） 自動化科學與技術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，經過自動檢測、信息處理、分析判斷、操縱控制，實現預期的目標。通俗的說，自動化就是用機器設備或系統代替人完成某種生產任務，或代替人實現某種生產過程，或代替人進行事物管理工作。自動化技術的應用自動化技術在機械加工、采礦冶煉、化學工業(yè)、電力系統、交通運輸、農業(yè)生產、環(huán)境保護、醫(yī)藥衛(wèi)生、軍事技術、航空航天、科學研究、辦公服務等領域都得到了廣泛的應用。自動化技術的發(fā)展歷史自動化技術的發(fā)展歷史，大致可以劃分為自動化技術形成、局部自動化和綜合自動化三個時期。1）自動化技術形成時期（18世紀末?20世紀30年代）1788年英國機械師J.瓦特發(fā)明離心式調速器（又稱飛球調速器），并把它與蒸汽機的閥門連接起來，構成蒸汽機轉速的閉環(huán)自動控制系統（見圖瓦特離心式調速器對蒸汽機轉速的控制）。瓦特的這項發(fā)明開創(chuàng)了近代自動調節(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和飛機自動導航系統等軍事技術問題。在解決這些問題的過程中形成了經典控制理論，設計出各種精密的自動調節(jié)裝置，開創(chuàng)了系統和控制這一新的科學領域。3）綜合自動化時期（20世紀50年代末起至今）20世紀50年代末空間技術迅速發(fā)展，迫切需要解決多變量系統的最優(yōu)控制問題。許多學者試圖把經典控制理論推廣到多變量系統的控制，都遭到了失敗。需要尋求新的理論和方法，于是誕生了現代控制理論?，F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。在這一時期，微電子技術有了新的突破。1958年出現晶體管計算機，1965年出現集成電路計算機，1971年出現單片微處理機。微處理機的出現對控制技術產生了重大影響，控制工程師可以很方便地利用微處理機來實現各種復雜的控制，使綜合自動化成為現實。1957年9月12日國際自動控制聯合會（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成熟，通過國際合作來推動系統和控制領域的新發(fā)展。自動化技術的發(fā)展主要體現在以下兩個方面：1、 三論：系統論、信息論、控制論。2、 兩個主題和一個關鍵。主題：穩(wěn)定和優(yōu)化，關鍵：建立被控對象的控制。自動化學科的發(fā)展，主要體現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實現的。自動控制系統是指能夠實現“自動化”任務的設備，它是人造系統，而且是工程技術領域的人造系統。自動控制系統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，如圖1所示。圖1典型自動控制系統方框圖實際上，可以把一個自動控制系統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，系統的控制工程就是信號的加工、處理過程。課件，自動控制系統處理的主要是信息（信號）。自動控制理論從三個方面對自動控制系統進行研究和闡述：（1）系統的模型（2）系統的分析（3）控制系統的綜合。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體系。（1）經典控制理論（2）現代控制理論（3）大系統理論和智能控制技術一個自動控制系統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的自動控制作用下，經過一定的過渡過程，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） 單調收斂過程。如圖2（a）（2） 單調發(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自動控制系統的幾種動態(tài)過程歸納起來，對自動控制系統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，無論是傳統的模擬控制系統，還是以計算機為核心的數字控制系統，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。自動控制系統中需要檢測被控量，狀態(tài)量以構成反饋回路，需要檢測擾動信號以形成前饋補償。檢測系統內部或外部的物理參數，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換與傳輸網絡。在自動控制系統中信息的傳輸是多方面的。在基于網絡技術的計算機控制系統中，無論是DCS的控制網絡，FCS的現場總線，還是PLC系統的任一層網絡，其功能就是網站各站點之間傳輸信息，交換信息，實現信息共享，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^對系統的外部信息和內部信息的處理，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成（包括十個知識域），分別是:圖3自動化學科的三層知識結構圖（1） 基礎知識層：含三個知識域，分別為數理基礎，機電基礎，計算機基礎；（2） 控制知識層：含六個知識域，分別為傳感與檢測（或信息獲?。?、網絡與通信（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)行與驅動（或信息應用、信息能量轉換）、對象與建模；（3） 系統知識層：含系統與工程一個知識域。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)的課程結構（1） 通識教育課：含六個課程組，分別為人文科學基礎組、社會科學基礎組、自然科學基礎組、信息基礎組、外語組、文體組；（2） 專業(yè)基礎課：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（或計算機與網絡組）、控制基礎組（或檢測與控制組X專業(yè)基礎實踐組；（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總結進入大學后，我曾經感到有困惑。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，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。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，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，然后理論聯系實際，重視面向實際，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