自动化学科概论(论文)
《自动化学科概论》
课程论文
题目：自动控制理论发展的历史及现状
自动控制理论发展的历史及现状
摘要：本文简要介绍了自动控制理论的定义与基本概念，主要回顾了自动控制理论的发展历史，指出了自动控制基本理论发展的简史，即稳定性理论的早期发展，负反馈放大器及频域理论、根轨迹法以及脉冲控制理论，最后对自动控制理论发展的现实进行说明，进而进一步加深对自动控制理论认知。
关键字：自动控制理论；发展历史；现状
1 引言
在短短一百年中，自动控制理论得到了令人吃惊的发展，对人类社会产生了巨大的影响。从瓦特的蒸汽机、阿波罗的登月到海湾战争，无处不显示着控制技术的威力。随着社会生产和科学技术发展，自动控制技术在不断进步、不断完善起来。控制理论目前还在向更纵深、更广阔的领域发展，无论在数学工具、理论基础、还是在研究方法上都产生了实质性的飞跃，在信息与控制学科研究中注入了蓬勃的生命力，启发并扩展了人的思维方式，引导人们去探讨自然界更为深刻的运动机理。自动控制理论的不断发展，必将会给提高社会生产力，提高人民的生活水平，促进人类的发展。
2 自动控制理论简介
2.1 控制思想起源的意义
控制思想与技术的存在至少已有数千年的历史了。“控制”这一概念本身即反映了人们对征服自然与外在的渴望，控制理论与技术也自然而然地在人们认识自然与改造自然的历史中发展起来。
2.2 自动控制的定义
自动控制是指应用自动化仪器仪表或自动控制装置代替人自动地对仪器设备或工程生产过程进行控制，使之达到预期的状态或性能指标。对传统的工业生产过程采用动控制技术，可以有效提高产品的质量和企业的经济效益。对一些恶劣环境下的控操作，自动控制显得尤其重要。
2.3 自动控制理论的基本概念
在已知控制系统结构和参数的基础上，求取系统的各项性能指标，并找出这些性能指标与系统参数间的关系就是对自动控制系统的分析，而在给定对象特性的基础上，按照控制系统应具备的性能指标要求，寻求能够全面满足这些性能指标要求的控制方案并合理确定控制器的参数，则是对自动控制系统的分析和设计[1]。
2.4 自动控制的历史
利用反馈来控制系统有着悠久的历史。最早的反馈控制出现在公元前330年的古希腊，运用在一种改进的浮球控制器装置上。Ktesibios的水钟就运用了浮球控制器的远离。大约在公元前250年，为了燃油在油泵中能保持恒定的液位，philon在一种油泵装置中采用了浮球控制器。在公元1世纪，亚历山大港的Heron出版了一本名为Pneumatica的书，概述了很多种应用浮球控制器的例子。
现代欧洲的第一个反馈系统出现在荷兰人Cornelis Drebble(1572-1633)发明的温度控制器中。在1681年，Dennis Papin(1647-1712)发明了第一台用于蒸汽锅炉的压力控制器，这是一种与高压锅炉阀门相识的安全压力控制器[2]。
18世纪，瓦特(James Watt)的蒸汽机离心调速器被公认是第一台应用在工业生产中的自动反馈控制器，这是将自动控制技术应用到工业中的最早代表。它是在1769年为了控制蒸汽机速度改良而来的。在整个机械装置中，它从旋转轴的输出端测量速度，利用飞球相应的运动来控制阀门，从而控制相应量的蒸汽进入到机器中。随着速度的增加，非球的高度相应增加，它们离轴线的距离也变远，因此阀门渐渐关闭。由于非球的转动需要机械提供能量，所以速度测量的精度不高[3]。
在1765年俄国声称发明了历史上第一套反馈系统，即I.Polzunov发明的浮球水位控制器。这种调节器系统中，浮球探测到水面的高度值，并用来控制锅炉内进水阀门的开度。
在1868年以前的整个时期，自动控制系统的发展仅仅是靠直觉和发明。为了提高控制系统精度，不得不减慢瞬变震荡的衰减，甚至导致系统的不稳定。因此，有必要发展一套自动控制的理论。J.C.Maxwell总结了一套与控制理论结合的
学理论，而这套控制理论用用了控制器不同的等效模型。他的研究还注意到了和系统性能密切相关的不同参数的影响。与此同时，I.A.Vyshnegradskii也总结出一套控制器的数学理论来[4][5]。
1932年奈奎斯特(H.Nyquist)提出了研究控制系统的频率发。1948年伊文思提出了根轨迹法，这两大重大贡献，是自动控制理论和控制技术发展史上的里程碑。建立在频率法和根轨迹法基础上的控制理论成为经典控制理论。
第二次世界大战前，美国和西欧的自动控制理论，在发展方式上与俄国和东欧有很大差别。在美国，应用反馈的主要促进因素是电话系统的发展，以及Bell电话实验室的Bode、Nyquist和Black对电子反馈放大器的改进，主要是用频域来描述整个控制过程[6]。与此相反，前苏联接触的数学家和机械学家在控制理论领域占主流。因此，俄国的理论更倾向与运用不同方程的时域公式。
第二次世界大战是自动控制理论的理论和实践得到巨大发展的时期。因为当时，必须设计和制造自动领航系统、火炮位置系统、雷达天线控制系统和其他建立在反馈控制方法基础上的军事系统。这些军事系统的复杂性和优良的性能都要求必须发展不同的控制技术，提高控制系统的性能，以及发展新的理论和方法等。
在1940年前，控制系统的设计是一种伴随着不断试验和失败的过程。而在20
世纪40年代后，越来越多的数学和分析方法得到应用，控制工程才真正成为一门独立的工程学科。
第二次世界大战后，随着拉氏变换和复频面得到越来越多的应用，频域技术渐渐成为控制领域的主流。20世纪50年代，控制工程领域的重点放在s平面法(特别是根轨迹法)的发展和运用上。而在20世纪80年代，数字计算机作为控制元件日渐普遍。这种有着快速精确计算性能的控制元件的技术，在以前的控制工程中是无法实现的。这些计算机特别适用于同时测量和控制多种变量的系统中。
20世纪50年代末到60年代初，核能、电子计算机以及空间技术的科学发展，对自动控制科学提供了更高的要求。随着人造卫星和空间时代的来临，控制工程拥有了新的巨大推动力，因为有必要为运载火箭和空间探测器设计一种复杂、高精度的控制系统。由前苏联人L.S.Pontryagin,美国人R.Bellman发展的最优化控制的现代理论，以及进来对鲁棒系统的研究，也对时域方法作出了贡献。大型复杂系统的控制，高速度控制操作及高精度控制品质的要求，使经典控制理论的局限性暴露出来，促使人们寻找更完善的控制理论和更高级的控制技术。在这种背景下，贝尔漫等人提出了状态空间法。1960年贝尔漫在控制系统的研究中成功地应用了状态空间法，并提出了能控性和能观测性的新概念，被认为是现代控制理论发展的开端。20世纪60年代以后迅速发展的信控制理论，如模糊控制、最优控制、系统辨识、多变量控制、自适应控制、专家系统、人工智能、神经网络控制、大系统理论等，都属于现代控制理论的范畴。与经典控制理论相比，现代控制论内涵十分丰富。例如20世纪70年代后期，提出了大系统理论，它是针对规模十分庞大的系统的控制理论。又如大型钢铁联合企业、大型电力系统、大型通信网、大型交通运输网等大型系统控制需要涉及运筹学、信息论、系统论等方面的理论，才能解决多级递阶控制、多目标综合优化等问题[7]。
3 自动控制基本理论的发展简史
3.1 稳定性理论的早期发展
人们很早就开始关注稳定性的问题。牛顿可能是第一个关注动态系统稳定性的人。1687年，牛顿在他的《数学原理》中对围绕引力中心做圆周运动的质点进行了研究。在牛顿引力理论建立之后，天文学家不断努力以图证明太阳系的稳定性。特别地，拉格朗日和拉普拉斯在这一问题上做了相当的力。
在出现控制系统的稳定问题后，科学家们开始考虑非保守系统的稳定性问题。Clerk Maxwell第一位利用特征方程的系数来判断系统稳定性的人。James Clerk Maxwell是第一个对反馈控制系统的稳定性进行系统分析并发表论文的人。麦氏在论文中对三阶微分方程描述的Thomson's governor, Jenkin's governor 以及具有五阶微分方程的Maxwell's governor进行了研究，并给出了系统的稳定性条件[8]。Maxwell的工作开创了控制理论研究的先河。
同一时期在俄国，1872年N.A.维什聂格拉斯基（1831-1895）也对蒸汽机的稳定性问题进行了研究。N.A.维什聂格拉斯基同样利用线性化方法简化问题，用线性微分方程描述由调整对象和调整器组成的系统。这使问题大大简化。N.A.维什聂格拉斯基在苏联被视为自动调整理论的奠基人。
3.2 负反馈放大器及频域理论的建立
在控制系统稳定性的代数理论建立之后，1928年－1945年以美国AT&T公司Bell 实验室的科学家们为核心，又建立了控制系统分析与设计的频域方法。Black首先提出了基于误差补偿的前馈放大器，在此基础上最终提出了负反馈放大器并对其进行了数学分析。
反馈放大器的振荡问题给其实用化带来了难以克服的麻烦。为此HarryNyquist(1889-1976)和其他一些AT&T的通讯工程师介入了这一工作。1932年Nyquist发表了包含著名的“乃奎斯特判据”(Nyquist criterion)的论文，并在1934年加入了Bell Labs。Black关于的负反馈放大器的论文发表在1934年，参考了Nyquist的论文和他的稳定性判据。
这一时期，Bell实验室的另一位理论专家，Hendrik Bode(1905-1982)也和一些数学家开始对负反馈放大器的设计问题进行研究。1942年，H.Harris引入了传递函数的概念。用方框图、环节、输入和输出等信息传输的概念来描述系统的性能和关系。这样就把原来由研究反馈放大器稳定性而建立起来的频率法，更加抽象化了，因而也更有普遍意义，可以把对具体物理系统，如力学、电学、等的描述，统一用传递函数、频率响应等抽象的概念来研究。传递函数就是在拉普拉斯变换的基础上引入的,至1945年，控制系统设计的频域方法“波德图”(Bode plots)方法，已基本建立了。
在这同一时期，苏联科学家也在控制系统稳定性的频域分析方面取得了进展。有些学者又将“乃奎斯特判据”称为“乃奎斯特-米哈依洛夫判据”客观地讲，在频域稳定性判别研究中，乃奎斯特不仅在时间上领先，其工作也更完备。现在我们所使用的也主要是乃奎斯特的开环稳定判据除了偏差负反馈控制，扰动控制是另一种重要控制策略。第一个试图制造一个不反映被调量偏差，而应扰动作用的调节器的人是庞赛来。他在1829年曾提出一种有关蒸汽机轴转速自动调节器的线路，利用的就是扰动控制的原理。可是由于当时蒸汽机本身不稳定，他的建议遭到了失败。采用扰动调节原理且在实际上能够工作的第一个自动调节器是1869年由契可列夫所发明的弧光灯光度调节器[9]。
3.3 根轨迹法的建立
在经典控制理论中，根轨迹法占有十分重要的地位。它同时域法，频域法可称是三分天下。美国电信工程师W.R.Evans在这里包打天下，他的两篇论文Graphical AnalysisofControl System,AIEE Trans. Part II,67(1948),pp.547-551.”和“Control System Synthesis by Root Locus Method, AIEE Trans. Part II,69(1950),pp.66-69”即已基本上建立起根轨迹法的完整理论。Evans所从事的是飞机导航和控制，其中涉及许多动态系统的稳定问题，因此其已经又回到70多年前Maxwell和Routh曾做过的特征方程的研究工作。但Evans用系统参数变化时特征方程的根变化轨迹来研究，开创了新的思维和研究方法。Evans方法一提出即受到人们的广泛重视，1954年，钱学森即在他的名著“工程控制论”中专用两节介绍这一方法，并将其成为Evans方法。
3.4 脉冲控制理论的建立与发展
随着计算机技术的诞生和发展，脉冲控制理论也迅速发展起来。在这方面首先作出重要贡献的是乃奎斯特和香农(Shannon)。乃氏首先证明把正弦信号从它的采样值复现出来，每周期至少必须进行两次采样。香农于1949年完全解决了这个问题。香农由此被成为信息论的创始人。线性脉冲控制理论以线性差分方程为基础，线性差分方程理论在三、四十年代中已逐步发展起来。随着拉氏变换在微分方程中的应用，在差分方程中也开始加以应用。利用连续系统拉氏变换同离散系统拉氏变换的对应关系，奥尔登伯格(R.C.Oldenbourg)和萨托里厄斯(H. Sartorious)于1944年，崔普金(Tsypkin)于1948年分别提出了脉冲系统的稳定判据，即线性差分方程的所有特征根应位于单位圆内。由于离散拉氏变换式是函数，又提出了用保变换将Z平面的单位圆内部转换到新的平面的左半面的方法这样即可以使用Routh-Hurwitz判据，又可将连续系统分析的频域方法引入离散系统分析。
求得离散型频率特性后，乃氏稳定判据和其他一切研究线性系统的频率法都可应用，但由于Bode图的应用大受限制，频率法在离散系统研究也受到限制。在变换理论的研究方面，霍尔维兹(W.Hurewicz)于1947年迈出了第一步，他首先引进了一个变换用于对离散序列的处理。在此基础上，崔普金于1949年，拉格兹尼和扎德(J.R.Ragazzini和L.A. Zadeh)于1952年分别提出了和定义了Z变换方法，大大简化了运算步骤并在此基础上发展起脉冲控制系统理论。由于Z变换只能反应脉冲系统在采样点的运动规律，崔普金、巴克尔(R.H.Barker)和朱利(E.I.Jury)又分别于1950年、1951年和1956年提出了广义Z变换或修正Z变(modifiedZ-transform)的方法。对同一问题，林威尔(W.K.Linvill)也于1951年用描述函的方法进行了有效的研究，不过这一方法目前已较少使用[10]。
回顾脉冲控制理论的发展，尽管俄国的崔普金及英国的巴克尔等都做出了不可磨灭的贡献但建立脉冲理论的许多工作都是由美国哥伦比亚大学的拉格兹尼和他的博士生们完成的。他们包括朱里（离散系统稳定的朱里判具，能观测性与能达性，分析与设计工具等），卡尔曼（离散状态方法，能控性与能观性等。是自控界第二位获IEEE Model of Honor者(1974)），扎德（Z变换定义等。是自控界第五位获IEEE Model of Honor者(1995)）。五十年代末，脉冲系统的Z变换法已经成熟，好几本教科书同时出版。
4 自动控制理论发展的现实
4.1 经典控制理论、现代控制理论在应用中面临的难题
随着现代科学技术的迅速发展，生产系统的规模越来越大，形成了复杂的大系统，导致了控制对象、控制器以及控制任务和目的的日益复杂化，从而导致现代控制理论的成果很少在实际中得到应用。
4.2 原因分析
经典控制理论、现代控制理论在应用中遇到了不少难题，影响了它们的实际应用，其主要原因有三：
①这些控制系统的设计和分析都是建立在精确的数学模型的基础上的，而实际系
统由于存在不确定性、不完全性、模糊性、时变性、非线性等因素，一般很难获得精确的数学模型[11]；
②研究这些系统时，人们必须提出一些比较苛刻的假设，而这些假设在应用中往往与实际不符；
③为了提高控制性能，整个控制系统变得极为复杂，这不仅增加了设备投资，也降低了系统的可靠性。
4.3 寻求自动控制新出路的思考
自动控制工作者一直在寻求新的出路，他们在考虑：能否不要完全以控制对象为研究主体，而以控制器为研究主体呢？能否用20世纪50年代中期出现并得到快速发展的人工智能的逻辑推理、启发式知识、专家系统等来解决难以建立精确数学模型的控制问题呢？第三代控制理论即智能控制理论就是在这样的背景下提出来的，它是人工智能和自动控制交叉的产物，是当今自动控制科学的出路之一[12]。
5 结论
自动控制受到工程技术领域的高度重视, 控制理论的发展经历了经典理论、现代理论、到今天的智能控制,是科学技术高度发展与进步的必然, 智能控制是一个新的研究领域, 涉及到很多分支学科, 可以从不同的方向开展理论研究和应用技术研究, 促进科学技术迅猛发展。当今社会飞速发展，自动化程度越来越高，更离不开自动控制理论的支持。因此，作为自动化专业的当代大学生，我们应该好好学习自动控制理论，为社会发展奉献出自己的一份力量。
参考文献
[1]何彦民，周雪松，马幼捷等.控制理论研究的现状分析及发展动态[J]．天津理工学院学
报,2004,2(1)
[2]张大为.控制理论发展历程的简要回顾.控制工程,2006,13(5)：98-99.
[3] Saridis G N. Analytic formulation of the principle of increasing precision with
decreasing intelligence for intelligent machines[J] . Automatic,1989, 25(3):19-34.
[4] Karl A J. Adaptive control around 1960 [J] . IEEE Control Systems, 1996, 16( 3) :
44-49.
[5] Anthony M N. Stability : the common thread in the evolution of feedback control [ J] .
IEEE Control Systems, 1996, 16(3) :50-60.
[6]张晓江，方敏. “自动控制理论”教学内容发展历程与优化措施[M].北京：中国电力教育出
版社，2010.1
[7]左为恒，周林.自动控制理论基础.[M]北京：机械工业出版社，2007.
[8] Ceorge Z. Iuput- ouput feedback stability and robustness 1959-1985 [J] . IEEE Control
Systems, 1996,16(3) : 61-66.
[9] Stuart B. A brief history of automatic control [J].IEEE Control Systems,
1996,16(3):17-25.
[10] Derek A P. Early developments in nonlinear control [J] . IEEE
Control Systems, 1996,16(3) : 34-43.
[11]冯明琴.自动控制的发展与现状[J].攀枝花大学学报,2000,17(3)：81-85.
自动化专业论文
自动化专业论文 自动化，这个概念在上大学前，我对它几乎一无所知，只有一个比较模糊的认识。但是在学习了自动化专业概论之后，对于自动化的认识从模糊上升到了比较清楚的层次上，同时也对自动化产生了浓厚的兴趣，希望能深入的学习自动化。那么我就从以下几个方面谈谈我对自动化的认识。自动化是指机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动地进行操作或运行。自动化专业主要研究的是自动控制的原理和方法，自动化单元技术和集成技术及其在各类控制系统中的应用。它以自动控制理论为基础，以电子技术、电力电子技术、传感器技术、计算机技术、网络与通信技术为主要工具，面向工业生产过程自动控制及各行业、各部门的自动化。广泛用于工业、农业、国防、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务以及家庭等各方面。它具有“控（制）管（理）结合，强（电）弱（电）并重，软（件）硬（件）兼施”鲜明的特点，是理、工、文、管多学科交叉的宽口径工科专业。采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展、放大人的功能和创造新的功能，极大的提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。因此，自动化是一个国家或社会现代化水平的重要标志。随着社会日益机械化的普及，自动化技术也愈发体现它的不可代替的作用。自动化技术的应用对社会生活各个方面都产生了巨大的影响。1、对经济增长方式的影响。在工业社会中，经济发展的主要方式是靠资源投入的方式来实现，工业化加工资源的方式是一种高消耗、高污染的实现方式，这种方式必然会引起自然资源的日益枯竭，工业污染的加剧、环境退化的失控。而自动化技术引发的社会机械化，为各国摆脱高投入、高消耗、高污染的经济发展方式提供了技术可能。信息化的开展开创了经济增长的新方式，即依靠科技进步，而不是高资源、高投入来促进经济增长。目前发达国家中，科技进步对经济增长作用率已达60％-80％的幅度。2、对人类社会时代的影响。由于自动化技术的发展，使我们时代已经开始发生变化，已经从以物质能量为主的生产力转换到以信息知识和技术为主的生产力，从工业经济转到知识经济，从读写为主的时代转换到视听为主的时代，即虚拟时代、数字时代。虚拟，就其本身来说，是数字化方式的构成。它首先是人类中介系统的革命。人类第一次中介系统的革命，是语言符号系统的发明，它创造了人类思维空间和符号空间，导致了人类文明的长足发展。而虚拟则是在思维空间中发生的革命，它在思维空间中又创造出了虚拟空间、数字空间、视听空间和网络世界，使不可能的可能在人类历史上第一次成为一种真实性。虚拟这场中介革命，使人类由以前的语言符号文明进入到更高级的数字文明。其次，虚拟性激发了人们的创造能力的巨大发展。对于虚拟而言，现实只是许多可能性中的一种可能性，在虚拟空间中，还有别的可能性，虚拟使现实中的不可能在虚拟空间中复活、再生、创造发展，从而使人的潜能得到充分的发挥。因此在自动化技术影响下，虚拟时代、数字时代即将到来。3、对思维方式的影响。思维方式是一定时代人们的理性认识方式，是按一定结构、方法和程序把思维诸要素结合起来的相对稳定的思维运行样式。思维主体、思维客体和思维中介系统三者社会历史地结合，构成特定时代的思维方式。在大机器生产为主的工业社会，思维主体以个人为主、以人脑为主，思维客体受思维主体及社会关系的影响，主要以现实世界为主，思维中介主要由工业技术中介系统和工业文明所产生的各种物化的思维工具构成，这标志着工业社会时人类的思维方式的发展状况和水平。进入信息化社会以后，思维主体则由个人为主发展到以群体为主，以人脑为主发展到以人-机系统为主，思维客体由现实性为主进入到虚拟为主，思维中介系统由工业技术中介系统和工业文明所产生的各种物化的思维工具构成转变为自动化技术中介系统和信息技术所产生的各种物化的思维工具构成，从而实现思维方式由现实性转换到虚拟性思维。自动化的广义内涵至少包括以下几点：在形式方面，制造自动化有三个方面的含义：代替人的体力劳动，代替或辅助人的脑力
自动化专业概论论文
北京XX大学 专业概论课程论文[楼宇自动化概况] 工学院自动化班 X XX（XXXXXXXXX） 课程老师：XXX 2014/10/02
摘要 随着计算机技术和网络技术发展，楼宇智能化技术在我国各类建筑中得到了广泛应用。 楼宇自动化控制采用的是计算机集散控制，所谓计算机集散控制就是分散控制集中管理。它的分散控制器通常采用直接数字控制器（ DDC），利用上位计算机进行画面的监控和管理。主要手段是动画、曲线、文本、数据库、脚本、和各种专用控件等。楼宇自动化包括：空调与通风监控系统、给排水监控系统、照明监控系统、电力供应监控系统、电梯运行监控系统、综合保安系统、消防监控系统和结构化综合布线系统。 本文主要从发展现状、系统组成、所产生效益及发展趋势等方面展开话题，简述了楼宇自动化的概况。 关键词：楼宇自动化，集散控制，监控系统，发展现状，系统组成，效益 1
楼宇自动化概况 自动化12-1班谭雅诗（1210444121） 前言： 随着计算机技术、控制技术、通信技术及信息技术的飞速发展，人们对生活、办公环境安全性、舒适性的要求日渐增长，智能建筑Intelligent Building应运而生.智能化综合性大厦的出现是现代高技术的结晶，是建筑技术与信息技术相结合的产物。 智能建筑通常包含三大基本要素，即楼宇自动化系统BAS、通信网络系统CNS 和办公自动化系统OAS，这三者的有机结合，使建筑物能够提供一个合理、高效、舒适、安全、方便的生活和工作环境。其中，楼宇自动化控制系统是智能建筑的一个重要组成部分。 建筑物的智能化往往总是从楼宇自动化（OBA）开始。楼宇智能控制系统（或称楼宇管理系统BAS系统）是由中央管理站、各种DDC控制器及各类传感器、执行机构组成的，是能够完成多种控制及管理功能的网络系统，它是随着计算机在环境控制中的应用而发展起来的一种智能化控制管理网络。 一、楼宇管理系统简介 楼宇自动化系统是利用计算机及其网络技术、自动控制技术和通信技术构建的高度自动化的综合管理和控制系统，将大楼内部各种设备连接到一个控制网络上，通过网络对其进行综合的控制；并运用相应技术手段，依据一定的技术标准，实现该建筑的智能化，即通信自动化、办公室自动化和楼宇管理自动化。建筑物内所有机电装置和能源设备通常采用集散型控制系统。它的特征是“集中管理，分散控制”，即以分布在现场被控设备处的多台微型计算机控制装置来完成被控设备的实时监测、保护与控制。集散型控制系统主要由传感器、直接数字控制器、执行器、通信网络和中央管理计算机构成。 二、楼宇自动化的发展 1、发展历史 2
自动化专业导论
自 动 化 专 业 导 论 学院： 班级： 姓名： 学号： 1.自动化科学与技术的核心是什么？自动化专业的特点是
什么？ （1）自动化科学与技术的核心： 核心是控制与系统。在现代管理系统中，人、财、物等要素的组合关系是多种多样的，时变化和环境影响很大，内部运行和结构有时变化也很大，加上组织关系错复杂，随机因素很多，处在这样一个十分复杂的系统中，要想实现既定的标，执行为此而拟定的计划，求得组织在竞争中的生存和发展，不进行控工作是不可想象的。由此可见控制与系统在自动化学科中的重要性和在人们日常生活中的重要性，这也是自动化学科对其他学科的重要贡献所在之处。自动化科学与技术的核心使信息、控制和系统，其中控制是核心的核心。也就是说，掌握好控制，也就掌握了自动化最核心的内容，奠定了实现自动化的基础。 （2）自动化专业的特点： （1）具有控管结合，强弱并重，软硬兼施的鲜明特点，是理，工，文，管多学科交叉的宽口径工科专业。 （2）具有多学科交叉、内涵丰富、外延宽广的特点，因而利于培养宽口径、多面手、综合复合型人才； （3）得益于具有方法论性质的科学方法、科学思想的熏陶，思想更开阔、也更有深度，非常利于培养具有创新能力的人才 （4）重点突出系统与集成的思想、方法。 2.开环控制和闭环控制的差异是什么？解释闭环PID控制的作用? （1）开环控制和闭环控制的差异： 开环控制和闭环控制使按照信号的传递路径来区分的两种不同的控制形式。闭环控制的被控量要经过测量元件测量出来送回给输入端与给定信号进行比较得出偏差信号，即有反馈环节，通过负反馈使系统的精确度提高，响应时间缩短，适合于对系统的响应时间，稳定性要求高的系统。而开环控制没有反馈环节，系统的稳定性不高，响应时间相对来说很长，精确度不高，适用于对系统稳定性精确度要求不高的简单的系统。 （2）闭环PID控制的作用： PID控制器有比例单元，积分单元和微分单元组成。 比例环节：改变反应速度，可以使反应加快，但是过大的比例使得系统的稳定性变差，甚至使系统不稳定。 积分环节：消除静态误差，但是加入积分环节使得系统稳定性下降，动态响应变慢。
自动化导论论文
如何学好自动化 学好任何一门学科，首先是必须要对这门学科了解透彻。也就是说我们要高屋建瓴，这样学起来才不会感到无所适从，就有了目标和方向感了，同时也更容易上手。学好自动化也是如此，我们必须对自动化要有粗略了解，要知道这门课涉及的领域，发展历史及现状和未来，所要解决的问题等等的一些方面。了解这门学科的大致脉络对我们学好这门课是大有裨益的。 自动化专业具有“控（制）管（理）结合，强（电）弱（电）并重，软（件）硬（件）兼施”等鲜明的特点，是理，工，文，管多学科交叉的宽口径工科专业。自动化是一门涉及学科较多、应用广泛的综合性科学技术。自动化的概念是一个动态发展过程。 过去，人们对自动化的理解或者说自动化的功能目标是以机械的动作代替人力操作，自动地完成特定的作业。这实质上是自动化代替人的体力劳动的观点。后来随着电子和信息技术的发展，特别是随着计算机的出现和广泛应用，自动化的概念已扩展为机器设备，系统，或生产管理过程在无人或较少人的直接参与下，按照人类的要求，经过自动检测，信息处理，分析判断，操纵控制，实现预期的目标的过程。作为一个系统工程，它由5个单元组成： 1、程序单元。决定做什么和如何做。 2、作用单元。施加能量和定位。
3、传感单元。检测过程的性能和状态。 4、制定单元。对传感单元送来的信息进行比较，制定和发出指令信号。 5、控制单元。进行制定并调节作用单元的机构。自动化的研究内容主要有自动控制和信息处理两个方面，包括理论、方法、硬件和软件等，从应用观点来看，研究内容有过程自动化、机械制造及其自动化、管理自动化、实验室自动化和家庭自动化等。 人工智能作为一个前沿科学，发展极为迅速，最具影响力的分支有基于“知识表达”的专家系统和“简单处理器的复杂系统”-人工神经元网络。这些领域不仅具有深刻的认识论意义，对许多学科和技术领域的发展都有深刻影响，而且在自动控制，信息处理以及将计算机用于判断决策和问题求解的应用领域里都得到了广泛的应用，表现出巨大的生命力。对于新事物，新知识的学习开始于对它的了解，但仅如此是远远不够的。当真正去了解一门学科之后，更重要的是真正的去进入它，去学习它。 知识是能力发挥和素质表现的基础，自动化专业人才应该具备的知识体系包括了“基础知识层”，“控制知识层”和“系统知识层”，每个知识层又有若干知识单元组成，配合具体的课程体系和教学计划安排，就为自动化专业学生阶段的知识学习提供了清晰的导引。
自动化学科概论学习报告
自动化学科学习心得 正文摘要：①对自动化目前的作用和地位的概述；②在未学习《自动化学科概论》之前，我对自动化的认识和理解以及学习之后对自动化的发展历史的认识；③学习本课之后对自动化的核心以及反馈的认识和理解，和对自动化基本原理和知识结构与体系的认识；④对现代自动化科学与技术和自动化发展前景的认识与理解；⑤在通过学习《自动化学科概论》后，我应该怎样去学习好自动化专业所要求的知识以及我的感想。 自动化作为一门科学，在农业（第一产业）、工业（第二产业）和服务业（第三产业）中起到了十分重要的作用。自动化特别是自动化设备，像自动取款机ATM，自动门，全自动洗衣机等应用于日常生活中，而且更多的应用于社会财富的创造业，对应一、二、三产业出现了农业自动化，工业自动化和服务自动化，特别是工业自动化，对人类社会做出的贡献最大，在国民经济中占有举足轻重的地位，在提升国家综合实力方面起着重要的作用。同时通过实施自动化，一方面能极大地提高劳动生产率；另一方面，像机器人真阳的自动化设备，系统能在危险，恶劣的环境下替代人完成各种作业，把人从繁重的工作中解放出来，降低工人的劳动强度，对人类是十分重要的。因此，研究自动化是十分必要也是十分重要的。 在未学习《自动化学科概论》之前，我对自动化的理解仅是认为自动化就是不需要人的参与，便可以通过机器完成人们想要完成事情，对自动化的认识和理解知识停留在表层的认识，并不懂得自动化是如何实现对机器的自动控制的，更不了解自动化的基本原理，对自动化室如何出现，如何发展起来的也知道的很少。学习了《自动化学科概论》后，首先对自动化的发展历史有了一定的了解和认识。自动化的概念最早来自于自动控制，但自动控制的真正使用开始于工业革命时期，对自动化的大量需求也始于同一时期，1788年瓦特发明了能够自动调节进气阀门的开度，从而控制蒸汽机的转速的离心式调速器，这种采用机械调节原理实现的动力机速度自动控制是自动化发展中的第一个里程碑。随后一些初步的控制理论开始逐步形成，一些国家的科学家也开始致力于自动化科学的研究。到二十世纪二十年代，电力管诞生并得到广泛的应用，1927年反馈放大器真是诞生，使电子管在其性能发生很大变化的情况下仍能正常的工作，此后各种电子式控制器被大量的应用于各种机械与电子系统；至二十世纪四十年代初，第一代“控制理论”经典控制理论正是诞生，此后自动控制被广泛的应用于各个领域。到二十世纪四十年代以后，《控制论》与《工程控制论》先后问世，此后自动化作为一门科学，才真正构成一个系统。在《控制论》中，维纳将控制论界定为“在动物和机器中控制与通讯的科学”，维纳将自动化上升为一门科学，为研究信息与控制的的一般规律提供了一项科学的依据。在这之后，我国著名科学家钱学森在美国发表了同样著名的《工程控制论》，系统的揭示了控制论对自动化、航天、电子通讯等科学技术的意义和深远的影响。自动化经历了一个漫长的历史过程形成了一门科学，在这一过程中充分体现了自动化的核心就是“控制”，通过“控制”实现预期的目标。 自动化的核心是“控制”，控制的核心概物是反馈，自动化就是指机器设备，系统或过程（生产管理过程），在没有人或较少人的直接参与下，按照人的要求，经过自动检测，信息处理，分析判断，操纵控制，实现预期的目标。这就是自动化的解释，在对《自动化学科概论》的学习中，最为重要最为核心的内容就是对自动化的基本原理的学习，在学习中认识到自动化的核心是控制与系统，控制与
自动化技术概论
自动化技术概论 1、自动化的意义及其历史 自动化是指机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动地进行操作或运行。广义地讲，自动化还包括模拟或再现人的智能活动。自动化技术广泛用于工业、农业、国防、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务以及家庭等各方面。采用自动化科学技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展、放大人的功能和创造新的功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。因此，自动化是一个国家或社会现代化水平的重要标志。 自动化技术的发展历史，大致可以划分为自动化技术形成、局部自动化和综合自动化三个时期。1）自动化技术形成时期(18 世纪末～20 世纪30 年代) 1788 年英国机械师J.瓦特发明离心式调速器(又称飞球调速器)，并把它与蒸汽机的阀门连接起来，构成蒸汽机转速的闭环自动控制系统(见图瓦特离心式调速器对蒸汽机转速的控制)。瓦特的这项发明开创了近代自动调节装置应用的新纪元，对第一次工业革命及后来控制理论的发展有重要影响。2）局部自动化时期(20 世纪40～50 年代) 第二次世界大战时期形成的经典控制理论对战后发展局部自动化起了重要的促进作用。在第二次世界大战期间，德国的空军优势和英国的防御地位，迫使美国、英国和西欧各国科学家集中精力解决了防空火力控制系统和飞机自动导航系统等军事技术问题。在解决这些问题的过程中形成了经典控制理论，设计出各种精密的自动调节装置，开创了系统和控制这一新的科学领域。 3）综合自动化时期(20 世纪50 年代末起至今) 20 世纪50 年代末空间技术迅速发展，迫切需要解决多变量系统的最优控制问题。许多学者试图把经典控制理论推广到多变量系统的控制，都遭到了失败。需要寻求新的理论和方法，于是诞生了现代控制理论。现代控制理论的形成和发展为综合自动化奠定了理论基础。在这一时期，微电子技术有了新的突破。1958 年出现晶体管计算机，1965 年出现集成电路计算机，1971 年出现单片微处理机。微处理机的出现对控制技术产生了重大影响，控制工程师可以很方便地利用微处理机来实现各种复杂的控制，使综合自动化成为现实。1957 年9 月12 日国际自动控制联合会(IFAC)在巴黎召开成立大会。有18 个国家的代表团出席了这次大会。中国是发起国之一。会上通过了大会的章程和细则，选举美国自动控制专家H.切斯特纳为IFAC 第一届主席。从1960 年起每三年召开一次国际自动控制学术大会，并出版《自动学》、《IFAC 通讯》等期刊，IFAC 的成立标志着自动控制这一学科已经成熟，通过国际合作来推动系统和控制领域的新发展。 2、自动控制系统及其分类 按控制原理的不同，自动控制系统分为开环控制系统和闭环控制系统。
自动化专业导论学习报告
HEFEI UNIVERSITY 自动化专业导论 学习报告 系别：电子信息与电气工程系 专业（班级）： 15级自动化（2）班 姓名（学号）：汪玉好23 导师姓名：王庆龙、孟芳芳、李秀娟 完成时间： 2016-1-1
自动化专业学习报告包括以下内容： 1、对“自动化”专业的理解 2、对自动化专业人才培养目标和专业课程体系的理解 3、对自动化专业第二课堂的理解 4、大学期间学习的目标与计划 1、对“自动化”专业的理解 我们学习的自动化专业是包含在电子信息及电气工程系之中，所以说一定学习关于电的知识和一些控制理论知识。我们学校自动化专业为四年制本科专业，而且还是为与德国合作共建专业、国家实施“卓越工程师教育培养计划”专业。在学校还是有一定的分量的。 本专业致力于培养适应 21 世纪我国社会主义现代化建设需要的德、智、体全面发展，掌握电工技术、电子技术、控制理论与控制工程、自动控制和仪表、过程控制与自动化装置、电气控制与工程、计算机及应用技术和网络控制技术等方面的基本理论和基本知识，受到良好的工程实践基本训练，熟悉本专业领域国内外工程与应用技术发展前沿和应用水平，具有系统分析、设计、开发、研究与管理的应用型工程技术人才。优秀学生可到德国、韩国高等院校攻读学位。 本专业以自动控制理论为基础，以信息电子技术、电力电子技术、传感器与自动检测技术、计算机技术、网络与通信技术为主要工具，面向工业生产过程自动控制及各行业、各部门的自动化。它在各行各业都在大量使用，例如工业、食品、航天、海关、商场等。 自动化控制系统的类型有多种主要的是恒定自动调节系统、程序自动控制系统、随动系统。当然自动控制系统是由给定环节、反馈环节、比较环节、控制器、执行环节、被控对象以及扰动组成的。对于未来自动化的展望涉及到各个方面，如计算机集成制造系统（CIMS）、机器人应用于生产和社会生活的各方面、高速列车和太空飞行器的智能控制、虚拟现实技术和巡航导弹和预警飞机。国家对于该专业也制定了各种计划，来培养这方面的人才。2、对自动化专业人才培养目标和专业课程体系的理解 我们在毕业后能从事自动控制、自动化、信号与数据处理及计算机应用等方面的技术工作。但是我们在快要毕业时要选择就业方向，包括以下三个方面：一是工业过程控制方向，它是以自动控制、计算机技术为支撑，针对实际工业生产过程实现自动控制，由信号检测与变换、过程控制、计算机控制系统、智能控制和现场总路线控制技术等组成方向主要课程。主要是在工厂操作大型自动机器。二是电气工程方向，它是使学生能够从事电力系统自动化、工厂企业、楼宇系统的供电和电气控制、监控等领域的设计开发、维护和管理工作。由电气控制技术、运动控制、PLC应用技术、供电技术、电力系统继电保护等组成方向主要课程。三是嵌入系统方向：注重对嵌入式系统设计与软件设计能力的培养，理论结合实践，通过课堂教学、实验等多种形式的学习，培养嵌入式系统方向的专业人才；由嵌入式系统设计、嵌入式实时操作系统、DSP技术、先进显示技术、控制电机等组成方向主要课程。 我们学习主要课程有大学英语、大学物理、专业英语，工程应用数学、电工技术、电子
自动化专业概论论文
南京工程学院 自动化（专业）概论论文 一、内容摘要： 简要介绍自动化的概念和发展简史、自动控制系统的类型和组成、基本的控制方法、应用范畴和发展展望。通过这篇论文能够激发我们大学生学习自动化专业知识的兴趣和热情。 二、关键词： 自动化技术内涵教育发展应用学习方法 Summary: Brief introduction to the concept of automation and development history, the type o f automatic control systems and components, the basic control method, application areas and development prospects. Through this paper can stimulate our students to learn professional knowledge of automated interest and enthusiasm. Keywords: Automation technology Content Education Development Application Learning method 三、前言： 所谓自动化，是指机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动地进行操作或运行。广义地讲，自动化还包括模拟或再现人的智能活动。自动化技术广泛用于工业、农业、国防、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务以及家庭等各方面。采用自动化科学技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展、放大人的功能和创造新的功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。因此，自动化是一个国家或社会现代化水平的重要标志。四、内容： 1、自动化技术的发展 自动化技术的发展历史，大致可以划分为自动化技术形成、局部自动化和综合自动化三个时期。 1）自动化技术形成时期(18 世纪末～20 世纪30 年代) 1788 年英国机械师J.瓦特发明离心式调速器(又称飞球调速器)，并把它与蒸汽机的阀门连接起来，构成蒸汽机转速的闭环自动控制系统(见图瓦特离心式调速器对蒸汽机转速的控制)。瓦特的这项发明开创了近代自动调节装置应用的新纪元，对第一次工业革命及后来控制理论的发展有重要影响。
自动化导论论文
自动化学习报告 初识自动化很自然的就将这三个字联系到工厂的车床。现在的流水作业当然需要高度的自动化。现在看来“自动化”三个字并不局限于某一个角落，可以说，在当今生活中，自动化无处不在。自动化的主体在于自动控制，其中控制无需解释，而“自动”则是关键。我想，一切没有人工干预的行为都可以叫做广义的自动吧。自动化就是将本来由人完成的控制操作交由机器完成。而自动化学科就是研究关于如何实现或更好地实现这一控制过程。生活中的自动控制随处可见，简单一点，用来煮饭的电饭煲在饭熟时自动改为保温，电梯每天自动运作，空调可以自动调节室内温度等。 在最原始的手工时代，控制的主体都是人工，修建金字塔，长城，大运河这些宏伟工程都是广大劳动人民用血与汗来完成的，难以想象他们付出了多大的艰辛。蒸汽机、发电机的发明可以说是自动化大放异彩的开始。人们步入机械化时代后开始学会使用机器代替人工。这样不仅避免了辛苦的体力劳动，而且更加高效。然而此时的自动化所涉及的领域还很窄，而且还不是高度自动化，很多方面还要依赖人工来处理。随后，电磁波的发现和电子管、半导体、集成电路及电子计算机的先后问世使得自动化的发展突飞猛进，而且直接引领人类进入自动化时代。如今自动化技术已经被广泛应用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务
和家庭等方面。 自动化就是实现自动控制，自动控制的主体是机器或装置。人类是具有多种思维的高等生物，如何用没有意识的机器或装置来代替人的工作呢？要想实现这一过程当然要求机器建立一种自己的“思维模式”，这种“思维模式”就是控制理论。经典控制理论起源较早。除了简单的“激励——响应”，人们已经开始研究控制的稳态性问题。1968年麦克斯韦用微分方程描述并总结了调节器理论，开始了反馈控制系统对控制稳定性的调节。随后随着许多科学家的共同努力经典控制理论日趋完善。其简单物理模型为“输入→（←反馈调节）输出”。然而经典控制理论只适应于“单输入—单输出”模式，显然这并不能适应现代的要求。例如要实现卫星的升空及导弹发射等高端科学领域的自动控制，则需要“多状态”“多线程”，随即发展了现代控制理论。现代控制理论下自动控制系统的基本控制方法主要有PID控制（使用PID控制器的在工控领域最基本的控制方法）、非线性系统控制、自适应控制、最优控制、智能控制。 一个完整的自动控制系统其本质就是信息的处理与应用。我们人类主要用眼睛、耳朵来获取外界的信息，然后经由神经传至大脑中枢，大脑对这些信息处理之后，又经由神经传递大脑发出的信息交给手脚等器官去执行。其实自动控制系统与人脑有着异曲同工之妙。它由信息获取原件（传感器）、
自动化专业概论论文范文怎么写
自动化专业概论论文范文怎么写 一、关于用电的故事 展现代农业电是关键.杭州新迪农业发展有限公司是“杭州市级农业龙头企业”,专门从事蔬菜、花卉现代化种植.公司在桐庐富春江镇金家村租用了1300亩土地,建起了蔬菜 种植基地.刚开始根本没想到用电问题会对公司的生产造成什么影响,哪里知道第一年就吃了苦头. 杭州地区一般年份降水都很充足,蔬菜生长不需要人工灌溉,自然降水完全可以满足蔬菜生长的需要,07年夏天,桐庐出现了少有的高温干旱天气,持续了将近20天没有下雨,地里的菜苗都被晒的打蔫儿了,只好用水泵抽水浇灌菜地.可是8台水泵根本用不起来,只能 开两台,一千多亩菜地,靠两台水泵一点一点浇,看着都让人着急.公司人员找到村里,想看 看有没有什么办法,村里书记直接告诉我们,碰到夏天用电高峰,农户家里的电饭煲都没办 法用,点个电灯也是一闪一闪的,他们也没办法.不过,供电局刚刚在村里搞了一个新农村电气化建设启动仪式,马上要对金家村实行新农村电气化改造.除了要把旧的小线径线路改成大线径线路,新增加一台变压器以外,原来的变压器也要移位.果然,没过多久改造就开始了.这可是村民盼望已久的.现在的农村经济条件越来越好,很多农户想买空调、冰箱,用电不 行这些计划只能搁置了.改造一结束,就看到拉着电器的车一趟一趟往村里跑,有的农户家 里一次性就装了三台空调.看着工人们用水泵源源不断的把灌溉渠里的水抽到菜地里,浇灌着旱了很久的菜苗,心里的感觉真是说都说不出来. 卡在脖子上的用电难题一旦解决,发展现代化农业生产基地的后顾之忧完全解除了.公司先后建起了先进的连栋育苗温室、悬挂喷滴灌系统,引进了大型蔬菜花卉育苗气吸式精 量播种流水线,现在走进种植基地,跟前两年相比完全可以用翻天覆地来形容. 二、有关家庭电气安全的小故事 被电死的一个人是有着二十几年电工作业经验的老电工.这位老电工回到家进洗手间 冲凉,一打开电热水器花洒就“啊”了一声,瘫倒在地,此时他已无法摆脱花洒,在还没有完全失去意识的情况下,叫其妻子迅速关掉房间总闸,但关掉总闸后,触电现象依旧.经其妻子用扫把将花洒挑开后,这位老电工已经触电了几分钟,拨打了120急救,到场的120医生宣 布其触电身亡. 很多人都不理解停电了怎么还能电死人?调查结果未公布,我个人分析后,认为当时停 电是由于三相四线制的零线被切断可能是偷盗、接触不良烧毁所致,使得住户内部分用电 器烧毁,一些
自动化专业概论
自动化的昨天今天及明天 与我的未来 摘要 本文论述了（1）自动化专业的历史及发展。包括经典控制论，现代控制论和智能控制论。（2）自动化专业的现状及应用。包括自动控制系统相关知识，具体应用领域和具有的价值。（3）自动化专业的未来和前景。包括智能机器和未来发展。（4）我的大学四年规划及职业目标。 关键词：自动化历史现状前景我的规划职业目标
引言 经过了6周的《自动化专业概述与导论》课的学习，我知道了自动化专业的大致特点以及就业方向。如今，《自动化专业概述与导论》课结束了，为了圆满地完成这门课的学习，我总结了这几周所学的知识，查阅了各种相关书籍，希望能向教师交上一份满意的答卷，同时也为我的自动化专业学习做一个简单的规划。 本文主要描述了自动化的历史，现状，未来展望以及我的职业规划，其中部分内容来自讲师上课时所传授的知识，部分内容由网络，课外书籍等途径获得。 这是我人生中第一份科技论文，有许多不足和缺漏之处，但这是由我认认真真，经过反复的学习和修改自主完成的，这是对我自己最好的答卷。在以后的学习中，我会不断总结经验和不足，提高自己写此类论文的水平。 一自动化总述 （一）自动化是什么？ 自动化（Automation）是指机器设备、系统或过程（生产、管理过程）在没有人或较少人的直接参与下，按照人的要求，经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制，实现预期的目标的过程。自动化技术广泛用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家庭等方面。采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展人的器官功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。因此，自动化是工业、农业、国防和科学技术现代化的重要条件和显著标志自动化的概念是一个动态发展过程。过去，人们对自动化的理解或者说自动化的功能目标是以机械的动作代替人力操作，自动地完成特定的作业。这实质上是自动化代替人的体力劳动的观点。后来随着电子和信息技术的发展，特别是随着计算机的出现和广泛应用，自动化的概念已扩展为用机器(包括计算机)不仅代替人的体力劳动而且还代替或辅助脑力劳动，以自动地完成特定的作业。 自动化的广义内涵至少包括以下几点：在形式方面，制造自动化有三个方面的含义：代替人的体力劳动，代替或辅助人的脑力劳动，制造系统中人机及整个系统的协调、管理、控制和优化。在功能方面，自动化代替人的体力劳动或脑力劳动仅仅是自动化功能目标体系的一部分。自动化的功能目标是多方面的，已形成一个有机体系。在范围方面，制造自动化不仅涉及到具体生产制造过程，而是涉及产品生命周期所有过程。
自动化专业导论
1.为什么工业文明时期产生大量的自动化技术和装置？ 工业文明是最具有活力和创造性的文明，使人类商品迅速丰富。 工业社会离不开创新。创新是工业文明生死攸关的基础。由创新要求工业社会中知识增长也是无止境的。农业社会也曾有多发明和改进，有时发明和改进的数量和规模无限增长需要生产率，高生产率需要发达的分工，这些都需要不断发达的技术和装置在工业时期大量产生。 2.自动化技术和理论形成的标志是什么？他与古代的自动装置有什 么本质区别？ 古代人类在长期生产和生活中，为了减轻自己的劳动，逐渐产生利用自然界动力代替人力畜力，以及用自动装置代替人的部分繁难的脑力活动的愿望，经过漫长岁月的探索，他们互不相关地造出一些原始的自动装置。 古代自动装置公元前14～前11世纪，中国、埃及和巴比伦出现了自动计时装置──漏壶，为人类研制和使用自动装置之始中国的漏壶最初使用泄水型漏壶,后来采用受水型漏壶，经过不断改进，又发展成三级漏壶。1135年，中国的燕肃在一种名叫莲化漏的三级漏壶中采用了自动装置调节液位。在中国的三国时期，使用了自动指向的指南车，据分析这是利用开环或闭环原理制成的自动装置。 公元1世纪古埃及和希腊的发明家也创造了一些机器人或机器动物来适应当时宗教活动的需要。如教堂庙门自动开启、铜祭司自动洒圣水、投币式圣水箱和教堂门口自动鸣叫的青铜小鸟等自动装置。
中国天文学家张衡（公元78～139）曾经发明了对天体运行情况自动仿真的漏水转浑天仪和自动检测地震征兆的候风地动仪。1086～1092年中国苏颂等人把浑仪（天文观测仪器）、浑象（天文表演仪器）和自动计时装置结合在一起建成了水运仪象台。 近代自动装置17世纪以来，随着生产的发展，在欧洲的一些国家相继出现了多种自动装置，其中比较典型的有：法国物理学家 B.帕斯卡在1642年发明能自动进位的加法器;荷兰机械师C.惠更斯于1657年发明钟表,提出钟摆理论,利用锥形摆作调速器;英国机械师 E.李1745年发明带有风向控制的风磨，利用尾翼来使主翼对准风向；俄国机械师..波尔祖诺夫1765年发明浮子阀门式水位调节器，用于蒸汽锅炉水位的自动控制。 1788年，J.瓦特为了解决工业生产中提出的蒸汽机的速度控制问题，把离心式调速器与蒸汽机的阀门连接起来，构成蒸汽机转速调节系统，使蒸汽机变为既安全又实用的动力装置。瓦特的这项发明开创了自动调节装置的研究和应用。瓦特的这项发明开创了自动调节装置的研究和应用。在解决随之出现的自动调节装置的稳定性的过程中，数学家提出了判定系统稳定性的判据，积累了设计和使用自动调节器的经验。 20世纪40年代是自动化技术和理论形成的关键时期，一批科学家为了解决军事上提出的火炮控制、鱼雷导航、飞机导航等技术问题，逐步形成了以分析和设计单变量控制系统为主要内容的与方法机械电气和电子技术的发展为生产自动化提供了技术手段。1946年，美
自动化学科概论范文Word版
基于DSP2812的电机控制开发平台的监控系统 韶关学院自动化系林俊盛宁宇 摘要本文以PC机作为上位机，DSP2812为下位机，用VB实现了感应电动机矢量控制数字开发平台的系统监控。首先，构建了基于DSP2812的异步电动机矢量控制系统C语言应用软件，包括SVPWM信号产生及驱动使能控制、速度检测及速度PID调节器、CLARKE变换等模块。其次，在CCS实时模式下采用模块化分步递增调试方法在电动机实验平台上进行了调试。最后,为了在PC上实时地、可视化地控制异步电机的运行，通过DSP和PC 串口通信，用VB设计实现了异步电动机矢量控制的运行监控系统，包括监控系统的功能分析，上下位机的通讯格式设计，DSP SCI通信模块和PC读取数据并绘制磁链轨迹的实现方法等。 实验结果表明，本系统易于在线设置、修改参数，实时观测运行控制变量的数据和图形。实现方法简单可靠，大大提高了实验开发平台的开发效率，改善了实验开发平台的安全稳定性能。 关键词DSP2812；矢量控制；异步电动机；监控系统 1 引言 电力电子与电机驱动控制技术是实现节能与新能源利用的关键技术之一。电动机数字控制开发平台是电力电子与电机驱动控制系统高性能高效率开发必不可少的核心设备。但电动机DSP数字控制开发平台用CCS软件调试时易受干扰，在线设置参数DSP系统出现暂停工作等现象。CCS环境下用示波器观察变量和波形时，为确保整个系统的可靠性，还需增添庞大的隔离电源及其它测试硬件。本文在数字控制开发平台上实现了异步电动机矢量控制系统，并以PC机作为上位机，DSP2812为下位机，用VB串行通信实现了电动机数字控制实验开发平台的系统监控，有效提高了开发平台的可靠性，为最终实现电动机开发平台功能测试的模块化和自动化奠定了基础。 2 SVPWM的原理及数字化算法实现 电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）是现代交流电动机控制的核心技术。它根据三相电压逆变器的3个逆变桥开关管不同组合输出不同的脉冲来控制交流异步电机，在电机定子绕组生成三相正弦交流电流，控制原则是每个桥臂互补工作。 图2-1 主回路控制电路图2-2 空间矢量合成 空间矢量PWM目的是得到空间任意幅值和位置的电压矢量，用8个电压矢量进行不同的组合来逼近所给定的参考空间电压矢量。对于三相电压源型逆变器的6个开关管，有“1”和“0”分别代表上下桥臂的开关状态，则开关信号有8种组合，
自动化专业概论
自动化专业概论公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]
成绩： 2016-2017学年 2 学期 “专业概论”课程读书报告 自动化专业读书报告 姓名： 专业：自动化与电气工程类 班级： 学号： 2017 年 5 月 自动化专业概论 摘要 随着社会的快速发展，各项科学技术也得到迅猛发展。如今，自动化出现在人们眼前，自动化技术已经成为衡量一个国家现代化水平的关键因素，科技的快速发展推动自动化的发展，自动化和各项科学技术互相促进。自动化的发展前景是十分广阔已经普及到人们生活的各各层面，提高了人们的生活质量。? 紧跟时代的背景，重庆邮电大学自动化学院自动化专业以网络控制为专业特色，培养培养的学生要具备电工技术、电子技术、控制与仿真理论、自动检测与仪表、信息处理、系统工程、计算机技术与应用和网络技术等较宽广领域的工程技术基础和一定的专业知识，能在网络控制、运动控制、工业过程控制、检测与自动化仪表、电子与计算机技术、信息处理、管理与决策等领域从事系统分析、系统设计、系统运行、科技
开发及研究等方面工作的高级工程技术人才。对于未来就业来说，自动化专业历来都是热门的专业之一，是许多理工男十分青睐的专业之一，也是当今科技发展的趋势所在，特别是随着现在机器人行业的火爆，自动化专业更是被人看好。预计在中国几年之后，工业机器人的数量将达到世界第一的水平，更是引燃了人们对于自动化专业的热潮。 目前为止，虽然我们已经选择了正确的专业，正确的方向，但仍然需要自身努力学习。在学好专业课的基础上，掌握专业的核心知识，不断的用知识充实自己，多方面的发展自己，为就业和未来人生的发展做准备。制定好学习计划，专业课程与实验课程相结合，做到学以致用。相信在正确的行业趋势下，能够更好的成就自己，成就自己的梦想。 关键词：自动化专业专业前景就业趋势
电气工程及其自动化专业概论论文
摘要：电气工程及其自动化涉及电力电子技术，计算机技术，电机电器技术信息与网络控制技术，机电一体化技术等诸多领域，是一门综合性较强的学科，其主要特点是强弱电结合，机电结合，软硬件结合。该专业培养具有工程技术基础知识和相应的电气工程专业知识，受过电工电子，系统控制及计算机技术方面的基本训练，具有解决电气工程技术分析与控制问题基本能力的高级工程技术人才。 关键字：电气工程及其自动化、二级学科、电力系统及其自动化 一、专业内容 电气工程及其自动化专业是电气信息领域的一门新兴学科，但由于和人们的日常生活以及工业生产密切相关，发展非常迅速，现在也相对比较成熟。已经成为高新技术产业的重要组成部分，广泛应用于工业、农业、国防等领域，在国民经济中发挥着越来越重要的作用。 电气工程及其自动化专业的特色体现在：强电与弱电相结合，电工技术与电子技术相结合，软件与硬件相结合，元件与系统相结合，使学生获得电气控制、电力系统自动化、电气自动化装置及计算
机应用技术等领域的基本技能，具有分析和解决电气工程技术领域技术问题的能力。 在学科建设方面，电气工程及其自动化专业包括电机与电器、电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术、电力电子与电力传导、理论电工与新技术五个二级学科。 二.专业发展前景 电气工程学科涉及工业、农业、交通运输、国防及人民生活等各领域，与电子科学与技术、计算机科学与技术、控制科学与工程、信息与通信工程、环境科学与工程、生物医学等学科交叉渗透，拓宽了电气工程学科的内涵与外延。随着科技的发展，电气工程的学科结构、研究领域、技术领域发生了很大变化。电气工程愈来愈多地应用信息技术、计算机技术、通信技术、电力电子技术和自动化技术，电气工程及其自动化专业内涵也发展演变为强电和弱电结合、电工技术和电子技术结合、软件和硬件结合、元件和系统结合。例如：“电气工程”和“电子科学”以及“控制科学”的交叉融合产生了“电力电子技术”。“电气工程”和“材料科学”的交叉融合形成了“超导电工技术”和“纳米电工技
机械设计制造及其自动化专业导论论文(参考版)
机械设计制造及其自动化专业导论论文 机械工程系 机械设计制造及其自动化2016届一班 2011年1月9日 目录
我国机械设计制造及其自动化行业发展的概况 【摘要】机械设计制造及其自动化专业旨在培养学生具有机械产品设计与制造、设备控制、生产组织管理及市场营销的基本能力。通过学习机械设计与制造的基本理论、机电控制技术、计算机辅助设计与制造知识，接受现代机械工程师的基本训练。本专业的主干学科为工程力学、机械设计、机械制造基础、电工电子技术、计算机应用系列课程、机械电子学、微机原理及数控加工技术；以及现代机械设计理论及方法、机械CAD/CAE/CAM等反映现代设计制造学科前沿的重要课程。 【关键词】机械设计制造及其自动化专业知识大学生活
1．概述 机械行业是一个国家的基础性和支柱性产业，在国民经济中占有极其重要的地位，它与上游产业（如钢铁、煤炭、有色等）和下游产业（如住房、日用消费品等）关系密切，具有很强的拉动能力。而机械制造自动化技术始终是机械制造中最活跃的一个研究领域。也是制造企业提高生产率和赢得市场竞争的主要手段。没有强大的机械制造业，就不可能实现国民经济的工业化、现代化和信息化。 2．世界的机械制造业 2.1 从经济上看 世界机械制造业作为世界经济的一个重要组成部分，其发展状况与其所处的外围环境有着紧密的关系，并受制于经济周期变动的影响，既表现为对经济周期的敏感性，又表现出一定的滞后性。上世纪90年代至今，世界性机械制造业突出表现为在大波动中发展，显示其在国民经济尤其是在工业发展中的特殊地位，是防止经济“泡沫化”的基础；机械制造业贸易呈现极强的地区性，发达国家和发展中国家之间存在很大的贸易差距，发达国家在机械生产和贸易领域继续其霸主地位。从美国、日本、德国等发达国家重视装备制造业的发展情况来看，不仅在于其在本国工业中生产、出口、积累、就业等方面的贡献率均占前列，更在于装备制造业为新技术、新产品的开发和生产提供重要的物质技术，是经济结构高级化不可或缺的战略性产业。 2.2 从技术上看 机械制造自动化技术自本世纪20年代出现以来，经历了三个阶段，即刚性自动化、柔性自动化和综合自动化。综合自动化常常与计算机辅助制造、计算集成制造等概念相联系，它是制造技术、控制技术、现代管理技术和信息技术的综合，旨在全面提高制造企业的劳动生产率和对市场的响应速度。环境保护的压力和信息技术的广泛应用给机械制造自动化技术的发展带来新的机遇和挑战，高技术化、信息化、绿色化、全球化成为发展的总
自动化概论论文
自动化概论论文 自动化专业教育是伴随着自动化技术在社会生产、生活中的广泛应用而兴起的.它主要研究自动控制的原理和方法,自动化单元技术和集成技术及其在各类控制系统中的应用.在这一领域,美国处于世界领先水平.由于自动化技术的广泛应用,社会对这一专业的人才需求也大为增加,为了适应这一形势,美国的大学及时地把这一专业的教育引进了课堂.因为这一专业技能的适用性,这很快引起了青年学生浓厚的兴趣,这为以后美国在这一领域的迅速发展并遥遥领先于他国奠定了雄厚的人才基础. 我国在这一技术领域内的研究也比较早,但真正作为一门专业教育走进大学的课堂较之国外就比较晚了.这也是后来我国这一领域的后备人才不足,与其他国家产生差距的一个重要原因. 建国初期,人民政权面临的是百废待兴的局面,社会主义经济建设需要有先进的生产技术.于是在党和国家的支持下,一批学校如清华大学、北京大学、上海交通大学、北京理工大学都纷纷设立了相关专业教育和专业技术研究所. 改革开放后,迎着第四次新科技革命的浪潮,自动化专业教育得到了长足的发展.除原先已经开设与此相关专业的高等院校外,另有一大批高校如北京邮电大学、北京航空航天大学、东南大学、南京大学等都增设有此专业.据统计目前开设有自动化专业教育的学校已占全国高等院校的90%还多,因为其广泛的适用性和社会对这一专业人才的广泛需求,它受到了越来越多的人的青睐.一般的院校每年都以
200-300人的招生量广纳贤人,有的高校甚至还要多,学历层次也由专科、本科到硕士、博士不等,形成了梯级人才培养的教育模式.近些年,在这一领域涌现出许多著名的教授、专家,师资力量大为增强,例如清华大学自动化系的吴澄教授在系统集成技术方面的造诣很深,陈禹六、熊光楞、杨家本、杨士元、萧德云教授等在各自的研究领域成果颇丰,同济大学的吴启迪教授长期从事现代控制理论与应用,自动化系统工程和计算机集成制造系统及智能自动化系统的理论与应用研究.东南大学自动控制系和自动化研究所拥有以钱钟韩教授、冯纯佰教授两位中科院院士为首的高水平学科带头人.这些优秀的学者、专家为我国新时期高科技的发展作出了卓越的贡献. 展望新的世纪,随着信息革命的兴起和新经济的冲击,自动化专业教育必然会受到世界各国的更加重视.因为这一技术已从办公自动化、工业自动化逐渐向家庭自动化发展,它与普通民众的日常生活发生了千丝万缕的联系,更进一步的发展势在必然. 我国在进入90年代以后,随着社会主义市场经济的搞活和对外开放政策的深入,社会对自动化专业人才的需求日益扩大,并连续几年出现供不应求的状况(近几年此专业毕业生的供需比为1∶10还强).随着外国一些大型企业进入国内市场,本国的一些知名企业也将走向世界,这样高科技人才的竞争将日趋激烈,对本专业人才的需求也将大为扩大.所以在未来几十年内,自动化专业教育必将会有一个充分发展的空间.