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

系统不但是自动化科学与技术和其他科学技术最大的不同点，更是自动化科学对其他许多科学技术发展所做的重要贡献所在。上面提到反馈，反馈是自动化核心概物，绝大部分的自动化设备都是应用到了反馈控制的原理，例如，烘烤炉中具备一个最简单控制器应包括的检测，执行和计算三部分，同时，控制器的这三部分构成了一个基本的反馈环。反馈控制的原理就是：首先检测出实际输出并与期望输出相比较，然后进行误差补偿，计算出控制量，并用执行器来控制工作对象，是实际输出向期望输出逼近，反馈控制的过程是重复的，一直到实际输出等于期望输出为止。反馈在自动控制中起着重要的作用，并且作为自动化技术的主要手段，目前大多才采用数字计算机或微处理器来完成控制要求的计算，通讯与各种信息处理，其中反馈起到了不可或缺的作用。

自动化的基本概念和原理大致分为三个层面，第一个层面是自动控制理论，自动控制理论给我们提供了对自动控制的研究方法，对自动控制系统进行研究和阐述可分为对系统的模型，系统的分析，控制系统的综合三方面的研究，采用数学方法对被控对象建立数学模型，从量的角度对控制系统进行描述，用数学表达式抽象的表示出输入-输出变量以及系统内部各个变量之间的相互关系。第二个层面是自动控制系统，使自动控制能够在一个整体中进行研究，其中稳定性，快速性，准确性是对自动控制系统的基本性能三方面的要求，并且将自动控制分为动态和静态两方面。自动控制系统有开环控制和闭环控制，这两个系统是按信号的传递路径来区分的两种不同的控制形式；单回路控制与多回路控制，教简单的控制系统可以采用单回路控制的形式构成单回路控制系统，但对于较复杂的控制对象或控制人物需要采用多个控制器，多个反馈闭合环路的多回路控制；第三个层面是自动控制工程，自动化设备在自动控制中起到了无法忽略的作用，没有自动化设备就无法完成自动控制。自动化设备在进行自动控制时要经过信息获取，信息传输，信息处理，信息应用四个过程，这四个过程分别对应传感器，信号转换与传输网络，控制器，执行器几个部件，因此，在自动控制中对自动化设备也有很高的要求。

在对自动化的核心内容控制与反馈和自动化的基本原理有所认识和理解后，对自动化的知识结构和知识体系也应该有一定的认识。在自动化的知识结构中，最能反映自动化学科的许多知识之间的关联与联系是一个典型的负反馈闭环控制，可以从三个方面对此典型负反馈闭环控制结构进行研究，以此是：反馈与控制的角度；信息与物质，能量的角度；数字量与模拟量的角度。自动化的知识体系由知识层，知识域，知识元和知识点四层次组成，整个自动化学科的知识体系由基础知识层，控制知识层，系统知识层三层知识构成。自动化的知识体系与体系可划分为“实体控制”“信息控制”和“模型控制“三类，不同的类型对应不同的自动化发展方向。

随着现代科学与技术的发展，自动化的控制技术和控制设备日新月异，控制理论也得到了许多完善。系统科学和控制工程的研究者们为了解决越来越复杂的系统的控制问题，不断的丰富自动控制理论和自动化技术，形成了现代自动化科学与技术的许多分支，例如复杂系统及其控制；大系统控制；集成自动化系统三个方面。复杂系统及其控制中，复杂性主要表现在系统结构，系统任务，系统环境三个方面，面对具有以上特征的复杂系统，经典控制理论和现代控制理论都显的无能为力，不能解决或者只能部分解决他们的控制问题。在这种情况下一些先进控制技术和智能控制技术得以产生和发展。先进控制技术中有①自适应控制，可以解决环境对被控对象的结构和参数的影响和环境变化对控制系统造成的干

扰出现的问题；②鲁棒控制，是针对被控对象不确定的一种控制方法；③容错控制。智能控制是一种应用拟人化的思维方式和决策方法实现对被控对象有效控制的技术，智能控制包括①模糊逻辑控制②人工神经网络控制③专家控制。大系统控制集成自动化同样在此基础上形成了一门新的控制系统。同时，在随着网络技术的不断发展和提高，自动化科学与技术更倾向于网络的计算机控制系统，计算机使自动控制技术和计算机技术，通讯技术有机的结合，把自动化控制引向更高的深度和广度，是自动控制系统的应用范围更加扩大，更体现出自动控制的优越性。

对于我自己来说在学习了《自动化学科概论》后，了解到了自动化的发展历史，自动化的基本理论以及自动化的最新发展方向等。作为一名大学生，一名自动化专业的学习者，如何学好自动化专业同样值得我们去思考去探索。在我认为应该了解自动化专业的学生应学习哪些内容，了解到这一点后，想要成为一名合格的自动化人才，首先要掌握“学科知识结构和体系”中所要求的纯学科，专业知识，还需要掌握其他方面与自动化有关的知识，需要具备全面的能力与高的素质，例如人文，社科方面的知识以及应具有获取知识，应用知识，创造知识的能力，并且具有思想道德素质，科学素质，文化素质和身心素质等。目前来说，在大学期间，学习好书本中的自动化知识是十分重要的，像计算机知识、数学知识、物力知识以及外语知识等，为以后进行更深入的学习和研究做好准备。学习完《自动化学科概论》后，填补了自己在自动化知识方面的空白，为自己经后在学习自动化指明了方向，也为自己学习自动化提供了方法，通过学习《自动化学科概论》，我受益匪浅。