自动化专业导论论文

自动化专业导论论文摘要：简要介绍自动化技术的基本概念、发展、应用和未来展望。自动化从产生到发展，已经应用到了社会各个领域，给社会带来了巨大的财富。通过本文的写作可以提高我们学习本专业的积极性和学习的热情。同时本文也叙述了本人对专业学习的一点看法。关键词：自动化技术概念发展应用学习方法正文：自动化这个术语，已广为人知。自动化造福于人类的业绩举不胜举。无论人们从事什么样的职位都不同程度地感受到自动化的魅力。世界上，国际自动控制联合会（IFAC:InternationalFederationofAutomationControl）久负盛名；在我国，中国自动化学会成立40余年，成就辉煌。仅这两个方面，足使我们相信，自动化已经成为一门独立的学科，而且它与其他高科技领域亲密无间、协同进步。自动化技术的基本概念所谓自动化(Automation)，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的进行操作或运行。广义地讲，自动化还包括模拟或再现人的智能活动。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进行操作或控制的过程。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。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。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。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。自动化技术的发展主要体现在以下两个方面：一、三论：系统论、信息论、控制论。二、两个主题和一个关键。主题：稳定和优化，关键：建立被控对象的控制。自动化学科的发展，主要体现在其理论越来越丰富，并且在用理论解决实际课题方面有一系列重大突破。理论的意义在于指导实践。自动化正是因此而得到飞快的发展。自动化技术的应用自动化技术在机械加工、采矿冶炼、化学工业、电力系统、交通运输、农业生产、环境保护、医药卫生、军事技术、航空航天、科学研究、办公服务等领域都得到了广泛的应用。例如：机械制造自动化、过程工业自动化、电力系统自动化、飞行器控制、楼宇自动化与智能建筑……自动化领域正在进一步扩大，它是一个无限广阔的天地。自动化的高度发展使航天事业出现奇迹,人们访问太空,来去自由.在工业上,计算机集成制造系统(CIMS:ComputerIntegratedManufacturingsystem)使自动化无人工厂成为现实。自动化正在与其它学科相互交融，朝着更多的应用领域延伸，例如：经济控制论的形成，直接推动了国民经济的发展；人口控制论的研究，为计划生育工作的决策起到指导作用，并造福与子孙后代；环境系统工程已经成为世界性的大课题。人类为了生存与发展，必须采取各种措施来改善环境，自动化理论与技术在这方面大有作为；在国际关系领域、军事领域以及社会治安综合治理等领域，均离不开自动化学科的介入及其研究成果的应用。在交通管理领域也有其应用。例如：《巴黎的交通安全守护神》一文中描写了这样一个事例：在巴黎的272路公交汽车线路上，一辆5785号公共汽车内发生了一起盗窃案，司机立即发出了警报。这一信号被迅速传送到一个名为PC2000的监控站，那里的工作人员在核实警报无误后，立即通过无线电，命令距离最近的干预车辆驶向该车，以迅雷不及掩耳之势，有效地制服了罪犯，保证了车辆和乘客的安全。还有著名的京九铁路客运系统也有自动化的应用。如：1.客运自动广播系统，2.列车到发微机通告系统，3.旅客引导系统，4.行包微机管理系统等等。在农牧业中也有许多先进的自动化设备和技术。如自动化农场……在社会的各个领域，我们都看到了自动化的身影。我为能学自动化而感到骄傲！自动化技术的内容及应用自动化的内容按其理论途径、技术手段和处理对象的不同，可以将之大致划分为控制理论、工程系统与控制、系统科学与系统工程、模式信息处理、智能系统与知识工程，以及机器人学和机器人技术六大部分。(1).控制理论控制理论研究的是如何按被控对象和环境的特性，通过能动地采集和运用信息施加控制作用而使系统正常运行并具有预定的功能。控制理论在20世纪的人类科技进步中起到了举足轻重的作用，为解决当今社会的许多挑战性问题产生了积极的影响，提供了科学的思想方法论，为许多产业领域实现自动化奠定了理论基础。如今，它更是成功的运用并渗透到工农业生产、科学技术、军事、生物医学、社会经济及人类生活的众多领域。(2).工程系统与控制工程系统与控制研究各种工程系统控制和设计的问题。从单一的自动控制装置到一个生产过程的自动化，直到整个工厂、企业的控制、管理和经营决策一体化，都是其研究的内容。工程系统与控制技术广泛应用于制造生产的各个领域。其中最具影响力的、发展前景最为可观的当属现代集成制造系统（CIMS）。从最广的意义说，CIMS可以包括从企业长远规划、市场分析、研发策略、产品规划、设计投产、资源分配，到车间一级的具体计划调度、生产活动的监督控制、质量控制、产品检验，直到销售服务、市场反馈等整个企业经营的全过程。这样一种全盘、综合自动化的生产过程可以使企业以更高效高质的服务更好地满足市场要求，提高企业效益，增强企业的商业竞争能力。(3).系统科学与系统工程系统科学研究的是在最一般意义下，由相互作用、相互联系的事物按一定结构组成并具有某种总体功能的各种系统的运动规律、行为特征以及如何进行设计和控制的问题。它主要应用于运筹学、控制论、信息论等多个学科分支，成为自动化学科的一个重要研究领域并得到蓬勃的发展。(4).模式信息处理模式识别，亦称模式信息处理，其本来意义是研究用计算机对一般由人类感觉器官接受的图象、文字、语音等模式信息进行处理、描述和分类的学科。在更广的含义下，模式识别也可泛指任何对一般事物抽取概念特征进行判断和分类的过程。模式识别的应用方向包括计算机视觉，文字、文本识别，语音识别和理解等多个领域。中国在模式识别领域正处于世界领先地位，许多中国学者都为此做出了重要贡献。(5).人工智能人工智能研究的主要是如何用机器模仿人类智能活动的某些方面，延伸人脑功能的问题。现代科学技术的迅速发展和重大进步，已经对控制和系统科学提出了新的更高的要求，自动化控制理论正面临着新的发展机遇和严峻挑战。传统控制理论在解决一些具有不确定性、难以构建精确数学模型、复杂多变的问题上遇到了不少难题。这就需要建造出这样的机器，使它能够在复杂变化的环境中，能够实时应变，进行灵活判断、决策以实现更高层次的自动化系统智能控制。简单地说，自动控制的出路之一就是实现控制系统的智能化[5]。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，对许多科学和技术领域的发展有深远的影响，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。(5).机器人学与机器人技术机器人是一类特殊的自动化机器，它具有与人的四肢相比拟的运动机构，可接受视觉、听觉、触觉等传感信息，在处理器的指挥下完成各种机器操作功能。机器人不仅可以把人类从恶劣条件、繁重单调的作业中解放出来，而且在力量、精度和速度，以及在特殊环境下生存和工作能力各方面都有人类无法替代的优点。正因如此，机器人技术在工业、国防和科学技术中得到了日益广泛的应用，并且有力地推动了相关学科和技术领域的发展，从而使它成为现代自动化学科中一个活跃而富有魅力的研究领域。自动化的展望自动化是新的技术革命的一个重要方面。自动化技术的研究﹑应用和推广﹐对人类的生产﹑生活等方式将产生深远影响。生产过程自动化和办公室自动化可极大地提高社会生产率和工作效率﹐节约能源和原材料消耗﹐保证产品质量﹐改善劳动条件﹐改进生产工艺和管理体制﹐加速社会的产业结构的变革和社会信息化的进程。现代生产和科学技术的发展﹐对自动化技术提出越来越高的要求﹐同时也为自动化技术的革新提供了必要条件。70年代以来，自动化开始向复杂的系统控制和高级的智能控制发展﹐并广泛地应用到国防﹑科学研究和经济等各个领域﹐实现更大规模的自动化﹐例如大型企业的综合自动化系统﹑全国铁路自动调度系统﹑国家电力网自动调度系统﹑空中交通管制系统﹑城市交通控制系统﹑自动化指挥系统﹑国民经济管理系统等。自动化的应用正从工程领域向非工程领域扩展﹐如医疗自动化﹑人口控制﹑经济管理自动化等。自动化将在更大程度上模仿人的智能﹐机器人已在工业生产﹑海洋开发和宇宙探测等领域得到应用﹐专家系统在医疗诊断﹑地质勘探等方面取得显著效果。工厂自动化﹑办公自动化﹑家庭自动化和农业自动化将成为新技术革命的重要内容﹐并得到迅速发展。自动化之我见(学习方法)学习自动化专业，我认为应该从以下几个方面做起。1.确立学习目标。首先应该确立正确的学习目标。自动化如此造福于人类，我们应该真正的把它学好，为社会和国家做出自己应尽的贡献。2.了解学习内容。正确地把握所要学的内容，才能融会贯通。3.正确利用书籍。多去借阅一下这方面的书籍，多关注最新的时事动态。将自己与专业融为一体，真正体会其中的奥妙和乐趣。4.重视实践学习。自动化专业不仅仅是一门理论，更是一门广泛应用于生产实践的技术，因此理论实践对于自动化的学习而言，是不可或缺的。“实践是检验真理的唯一标准”，一门理论只有应用于实践才能显现出其本来的面貌。对于自动化而言，专业的学习最终是指向工作的，因此，在学习阶段就加强理论的实践环节，无疑对以后工作有百益而无一害多参与实践，才能提高我们的动手能力和创新能力。总之，想在任何事情上学有所成，都必须遵循一定的方法。只要方法得当，刻苦勤奋，自己又善于摸索，年龄和基础都不会成为成功的障碍。相信自己，这就是我最后的总结。自信才能成功！参考文献1.《中国大百科全书》自动控制与系统工程卷2.百度百科