自动化学科概论-第6章 总结.

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自动化概论PPT课件(38页)精选全文

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自动控制理论的经典著作
控制系统的一种自然模型
控制器(计算机) 大脑 控制理论 思想、智能 传感器 感觉器官 执行器 肌肉 能量 食物
更好的执行器 提供更好的体能
更好的传感器 提供更好的视觉
更好的控制 使传感器和执行器的组合以更智能的方式提供更灵巧 的作用
自然模型
自动化技术的发展
检测、计算、通信、执行和复杂性技术成本/性能曲线
机械化(应用机器系统) 电气化(加入电机、网络) 自动化(加入自动控制器) 数字化(应用数字计算机) 网络化(实现计算机网络) 先进自动化(系统、管理) 智能化(引入智能) 知识化(处理知识)
工业化 信息化 知识化
社 会 总 发 展
嫦娥一号 中国自主研制、发射的第一个月球探测器
北京现代汽车车身车间焊接机器人
清华大学提出的电力系统的混成控制
离散逻辑控制指令~连续动态
底层(动态电力系统) 电厂、变电站&FACTS设备
电力 系统 混成 控制
中间处理与操作层 Processing & Operating
最高决策与指挥层 Decision–making & Commanding
小结
自动化是一个发展充分、工程概念强、内容丰富、应用领域广泛的技术学科,是人类文明进步和社会现代化的标志。 自动化是信息化的必然,是智能化的基础,是人类体能和智力扩展的关键技术,是从信息社会迈向知识社会的必经之路。 自动化专业培育高素质的控制、管理、决策人才,要求:理论与实践(抽象思维与动手,数学方程与物理概念)、硬件与软件、强电与弱电并重
中间层信息
控制指令 (事件驱动)
Data
底层设备的反馈控制
操作命令
底层信息

自动化概论复习资料

自动化概论复习资料

自动化概论复习提纲1、何谓“自动化"?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。

广义的讲,自动化还包括模拟或再现人的智能活动。

2、自动化的研究内容是什么?自动控制和信号处理3、什么是系统?系统是指由相互关联、相互制约、相互影响的一些部分组成的具有某种功能的有机整体。

4、什么是控制?控制是指为了改善系统的性能或达到特定的目的,通过信息的采集和加工而施加到系统的作用.5、什么是信息?信息是指符号、信号或消息所包含的内容,用来消除对客观事物认识的不确定性。

6、什么是管理?管理是指为了充分利用各种资源来达到一定的目标而对社会或其组成部分施加的一种控制.7、什么是决策?决策是指最优地达到目标,对若干准备行动的方案进行选择。

8、什么是反馈?反馈是指将系统的实际输出和期望输出进行比较,,形成误差,从而为确定下一步的控制行为提供依据。

9、什么是技术?技术是指人类根据生产实践经验和自然科学原理改变或控制其环境的手段和活动,是人类活动的一个专门领域。

10、什么是工程?工程是指应用科学知识使用自然资源最好的为人类服务的专门技术。

11、科学的任务是什么?揭示事物发展的客观规律,探求真理,作为人们改造世界的指南。

12、什么是调节?调节是指通过系统的反馈信息自动校正系统的误差,使诸如温度、速度、压力或位置等参量保持恒定或在给定的范围之内的过程.13、西南大学本科人才的培养目标是什么?人格健全基础扎实能力突出素质全面14、闭环控制系统有一条反馈通道15、闭环控制系统(反馈控制系统)的特征:作用信号按闭环传递,系统的输出对控制作用具有直接影响.16、闭环控制系统(反馈控制系统)有哪3个机能?(1)测量被控量(2)将测量到的被控量与给定的期望值比较(3)根据比较的结果(偏差或误差)修正被控量17、什么是单变量系统?只有一个输入量和一个输出量的自动控制系统,又称为单数单输出系统18、什么是多变量控制系统?具有多个输入量或多个输出量的自动控制系统,又称为多输入多输出系统19、什么是耦合?多变量系统的每个输出量通常都同时受到几个输入量的控制和影响,这种现象称为耦合或交叉影响。

自动化专业导论总结

自动化专业导论总结

HEFEI UNIVERSITY自动化专业导论报告系别:电子信息与电气工程系专业:自动化班级: 12级自动化(1)班学号: 1205031018 姓名:孙志翔完成时间: 2013年1月12日目录一、自动化专业简介 (1)二、专业人才培养目标和要求 (2)1、培养目标 (2)2、培养要求 (3)三、面向社会的自动化专业 (3)1、专业方向 (3)2、就业趋势 (4)3、企业对自动化专业人才能力的需要 (4)四、电子系第二课堂简介 (5)1、第二课堂构建的理念 (5)2、第二课堂的主要内容 (5)3、第二课堂组织形式 (5)4、第二课堂管理模式 (5)5、取得的成绩与未来发展 (6)五、自我学习总结 (6)一、自动化专业简介自动化学科是一门多学科交叉的高技术学科。

研究内容宽、广,几乎无所不包。

并且,伴随其它学科、技术发展,研究内容越来越广。

但:控制、信息、系统是其核心。

自动化学科知识体系中的核心知识是:控制与智能、对象与建模、系统与工程等三个知识领域,也是自动化学科与其它学科的最大区别。

可能,对于自动化专业来说,计算机能力比不上计算机专业,控制理论功底比不上应用数学专业,机械电力知识比不上机械专业,电力专业,等等的。

那么,自动化专业的优势在哪里呢?自动化学科的能力在于系统从实际问题抽象出系统问题的分析能力,自动化学科的能力还在于集成对解决系统问题的综合能力,而这两点,就是自动化专业人才最需要培养的能力。

自动化专业是一个有前景的专业,主要有这样几个原因:一是属于信息产业。

信息产业被人们誉为“朝阳产业”,发展快、需要人才多、待遇较高,是当今科技发展的趋势所在。

因此,作为信息产业中的重要一员,自动化专业同样有着光辉的前途。

二是自动化应用范围广。

目前,几乎所有的工业部门都可以同自动控制挂上钩,现代化的农业、国防也都与自动化息息相关。

三是本专业对于个人发展非常有利。

本专业课程设置的覆盖面广,所学的东西与其他学科交叉甚多。

自动化导论课程学习总结

自动化导论课程学习总结

自从人类降临在世界上,就为族群的生存和繁衍寻找着出路,为了更好地生存下去,我们一直探寻着大自然的奥秘。

我们曾经学会狩猎、学会耕种,但是为了生存下去,我们一直陷于笨重、单调、重复性的劳动之中。

为了更好的生活,我们需要从这样的劳动中解放出来,古人曾经幻想能够日行千里也幻想可以在地上、水下、天空自由穿行;幻想可以在无人的情况下完成自己的劳动任务。

带着这样的梦想我们踏上了发展自动化技术的道路。

简单的说,自动化就是在无人的情况下,用各种原件和仪表执行控制,达到预定目标;始于人们产生的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。

自动化技术研究的是如何通过各种技术工具和系统(包括计算机)延伸人的信息获取、处理和决策控制的功能,从而更好地指导生产,以提高生产能力、生产水平和劳动生产率自动装置的出现和应用是在18世纪以前。

古代人类在经过漫长岁月的探索﹐互不相关地造出一些原始的自动装置。

古代中国的指南车以及17世纪欧洲出现的钟表和风磨控制装置﹐无一不反映人民的聪明智慧。

真正刻意设计出来取代或增强人的智能功能,最早应属瓦特发明的蒸汽机上的离心调速器。

它自觉地运用了反馈原理,能在锅炉压力和负荷变化的条件下把转速保持在一定的范围。

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。

控制理论为解决当今社会的许多挑战性问题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。

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。

《自动化专业概论》读书笔记

《自动化专业概论》读书笔记

《自动化(专业)概论》读书笔记在自动化专业学习了四年,但对自动化专业的了解似乎一直都是云里雾里。

而当初填报志愿的时候也是因为看到自动化这个专业觉得很不错,于是就填报了这个专业,也没有去太多的查找相关的资料。

现在想想觉得当初自己有点太草率了,但我并不觉得后悔,因为现在我觉得自动化才是我真正喜欢的专业。

而在过去几年来,我不断的通过各方面渠道(包括上网查资料和向学长们打听)来了解自动化专业。

但是,得到的信息却是各有各的理:有的说自动化是“万金油”,培养出来的是全能型的人才,能适应各行各业;而有的则说自动化专业发展前景不容乐观,因为专业面太宽,不专于某一方面,虽然有广度,却没有深度,培养出来的都是“半桶水”。

经过四年的学习与探索,我对自动化专业的了解依然是一知半解,没有一个明确的答案。

而通过对《自动化(专业)概论》的学习,我对自动化专业总算有了一个全面而准确的了解。

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地进行操作或运行。

自动化技术广泛应用于工业、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,采用自动化技术不仅可以将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,而且还能扩展、放大人的功能和创新功能,极大地提高劳动生产率,增强人类认识世界和改进世界的能力。

自动化是一个国家或社会现代化水平的重要标志。

自动化专业的特点:(1)在专业方向与主要内容上,始终抓住了国家经济建设与国防建设中的最主要的发展问题(这从专业名称的变化上就能清楚地看出),伴随国家在不同发展阶段的需求及时作不断的调整,走“跨行业”的专业发展之路;(2)在专业培养的目标上,一开始就不是行业性的,逐步拓宽专业口径发展到目前宽口径的“通才”。

历史表明,我国的自动化专业的发展,不但符合我国的国情,而且具有中国的特色、中国的创新。

(3)我国从1998年起建立合一的“自动化”专业,不仅完全符合世界范围内拓宽专业面、打破“行业性的专业”设置的旧体系、实行“通才”教育的教育发展总趋势,完全符合我国现阶段以信息化带动工业化、走新兴工业化道路的国情,而且本科自动化专业和自动化科学与技术学科名称相一致,有利于同步发展我国的自动化科学与技术学科和本科自动化专业,为国家输送更多的自动化人才。

自动化 概论

自动化 概论

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。

与自动化密切相关的一个术语是自动控制(Automatic Contr01),两者既有联系,但也有一定的区别。

自动控制是关于受控系统的分析、设计和运行的理论和技术。

一般地说,自动化主要研究的是人造系统的控制问题,自动控制则除了上述研究外,还研究社会、经济、生物、环境等非人造系统的控制问题。

例如生物控制、经济控制、社会控制及人口控制等,显然这些都不能归人自动化的研究领域。

不过人们提到自动控制,通常是指工程系统的控制,在这个意义上自动化和自动控制是相近的。

目前,在我国的高等院校中,有的设置的是自动化系,有的设置的是自动控制系,它们都是同样属性的系别。

为了强调信息(1nfor mation)在自动化或自动控制中的重要作用,有的高等院校将该类专业系名取为信息与控制工程系。

在系统总结自动控制中反馈等思想的基础上,i948年M维纳(Wiener)提出r控制论(Cybernetics),将控制论定义为“研究动物和机器中控制和通信的科学”。

但随着电子计算机技术的高速发展和应用,控制论已经成为研究各类系统中共同的控制规律的科学。

由于自动化或自动控制具有明显的工程特点,一般又将本学科称为控制科学与工程(Control Science and Technology),以此作为本类专业较有包容性的统称。

控制科学与工程的核心问题是信息,包括信息提取、信息传播、信息处理、信息存储和信息利用等。

自动化学科概论-作业--130508

自动化学科概论-作业--130508

自动化学科概论作业(选修课)任课教师:刘慧贤2012—13学年一、任务与要求每位同学从以下21个思考题中选4题:●第1章:思考题2,32、简述你选择自动化专业的原因或动机。

3、如何理解“如果把整个科学技术比作茂密的树林、各个学科(专业)比作树林中的一棵棵不同种类的参天大树,则构成自动化学科的知识就是自动化参天大树上的枝和叶”?你准备如何去认识这些“枝和叶”?●第2章:思考题3,5,11,153、请以日常生活中自动化设备为例,说明其工作原理。

5、发挥你的想象,试述自动化还可能应用于什么领域。

11、自动化科学与技术的核心概念有哪些?15、试述本科自动化专业与研究生自动化学科之间的联系。

●第3章:思考题1,4,8,101、什么是自动控制系统?一个典型的自动控制系统怎样组成?4、自动控制系统有哪些基本性能要求?8、你能说出计算机控制系统的大致组成吗?10、从信息技术的角度出发,你如何理解自动控制系统及它的各个组成部分?●第4章:思考题6,96、什么是集成自动化系统?它与传统的自动化系统有什么区别?9、你了解在国民经济、社会发展的各个领域中的自动化科学和技术的应用吗?试举一些例子。

●第5章:思考题2,3,9,122、自动化学科知识体系的核心知识域是哪三个,为什么?3、用你自己的语言,试述控制知识层中各知识域间的关系。

9、用你自己的语言,试述课程与知识、课程体系与知识体系之间的关系。

12、你认为,在通识教育课、专业基础课和专业课中,各有哪几门课程最重要,你准备如何学好这些课程?●第6章:思考题2,4,6,9,112、为什么说自动化专业培养的是宽口径、多面手、综合复合型人才?4、“系统集成者”的含义是什么?6、“控制中心论”和“(计算机)软件中心论者”各自的观点是什么?为什么说这两种观点都不全面?9、当前,自动化科学技术学科面临的主要挑战是什么?如何应对?11、你认为自动化专业应该如何发展(往哪个方向发展)?要求:①选做不少于4题,但一章中最多选1题;②至少有1题需结合上网(浏览自动化相关网站)完成。

自动化概论复习

自动化概论复习

自动化概论复习概论:自动化概论是一门介绍自动化技术的基础课程,旨在帮助学生全面了解自动化技术的基本概念、原理和应用。

本课程将涵盖自动化技术的发展历程、自动化系统的基本组成部分、自动化控制系统的原理和方法、传感器与执行器的应用、控制系统的建模与仿真、自动化系统的优化与性能评估等内容。

一、自动化技术的发展历程自动化技术的发展历程是了解自动化技术起源和发展的基础。

自动化技术的发展经历了三个阶段:机械自动化、电气自动化和计算机自动化。

机械自动化阶段主要是通过机械装置实现工业生产的自动化,如自动纺织机、自动化生产线等。

电气自动化阶段则是通过电气装置实现工业生产的自动化,如自动化控制系统、自动化仪表等。

计算机自动化阶段则是通过计算机技术实现工业生产的自动化,如计算机控制系统、计算机集成制造系统等。

二、自动化系统的基本组成部分自动化系统的基本组成部分是了解自动化系统的构成和功能的基础。

自动化系统主要包括传感器、执行器、控制器和通信网络。

传感器用于采集环境信息,如温度、压力、湿度等。

执行器用于执行控制命令,如电动机、气缸等。

控制器用于处理传感器采集的信息,并根据预设的控制策略发出控制命令。

通信网络用于传输信息,如以太网、无线网络等。

三、自动化控制系统的原理和方法自动化控制系统的原理和方法是了解自动化控制的基本原理和实现方法的基础。

自动化控制系统主要包括开环控制和闭环控制两种方式。

开环控制是指根据预设的控制策略直接输出控制命令,无反馈调节。

闭环控制则是通过传感器采集的反馈信号进行调节,实现对系统的精确控制。

自动化控制系统还包括控制策略的选择和参数调节的方法。

四、传感器与执行器的应用传感器与执行器的应用是了解传感器和执行器在自动化系统中的具体应用和工作原理的基础。

传感器的应用包括温度传感器、压力传感器、光电传感器等,用于采集环境信息。

执行器的应用包括电动机、气缸、液压马达等,用于执行控制命令。

传感器和执行器的选择和安装也是自动化系统设计的重要环节。

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反映在高等教育中,国内的许多工程类专业 近年纷纷以自动化作为专业名称的一部分。 例如: ⑴ 电气类:电气工程及其自动化专业、农业 电气化与自动化专业; ⑵ 机械类:机械设计制造及其自动化专业、 农业机械化及其自动化专业。
这两类四个专业有一个共同的特点,就是虽 然以自动化作为其专业内容的一部分,但其重点 并不在自动化上面,而是各有其自身专业的重点, 如: ⑴ 电气工程及其自动化专业是最典型的电 气类专业,也称为强电类专业。其专业重点是电 气工程,包括各种电机、发电设备、输配电系统 等; ⑵ 而机械设计制造及其自动化专业是最典 型的机械类专业。其专业重点是机械设计与制造, 涉及各种机械设备的设计与制造技术。
6.2.2
与信息类学科专业的联系与区别
自动化科学技术与信息科学技术的关系: ⑴ 自动化科学与信息科学同根、同源; ⑵ 自动化技术涉及到信息技术中信息获取、信 息传输、信息处理与信息应用四部分的全部,重 点是在信息的控制应用和系统集成上; ⑶ 自动化技术的作用是如何有效地利用信息来 促进能量与物质的有效利用,自动化技术是信息 与能量、物质之间的桥梁。
自动化专业与电子信息工程、通信工程、 电子科学与技术等其他信息类专业的区别十分 明显。 三个专业的重点分别是信息处理、信息传 输和信息基础,属于自动化专业需要学习的内 容,但均不属于自动化专业的重点内容。
换言之,自动化专业人才与这三个专业人 才的“通用性”远低于自动化专业人才与计算 机专业人才之间的“通用性”。
计算机与自动化之间你中有我、我中有你, 但两者的研究重点并不一样。 从从事计算机研究的角度来看基本负反馈闭 环控制 ,重点是在 “控制与智能”与“计算与 处理”两个知识域上。 从从事自动化研究的角度来看基本负反馈闭 环控制 ,重点是在反映自动化学科特点的 “控 制与智能”、“传感与检测”、“执行与驱动”、 “对象与建模”、“系统与工程”等五个知识域。 这就是计算机与自动化之间的同异(其中 “控制与智能” 知识域是交叉的)。
注: 以选择“信息控制”类知识结构体系的 自动化学科(专业)作为比较的基础。
6.2.1
与计算机学科专业的联系与区别
(计算机)软件中心论者:计算机=自动化。 认为各种自动化系统之间并无本质差别,相对于庞 大的计算系统而言,控制算法只是一个很小的部分。 控制中心论者:计算机=工具。 认为自动化系统中的计算机仅是实现控制的工具。 计算机不但是工具,本身也成为系统中的被控对象。
计算机(控制)
+
广义的被控对象
D/A
-
控制器
执行器
对 象
信号处理
A/D
传感器
从计算机中心论的角度看自动化的负反馈闭环控制结构图
以上两种观点虽各有偏颇,但说明了一个 问题:计算机与自动化有不解之缘。 权威的《中国计算机科学与技术学科教程 2002》在论述计算机科学与技术学科的定义时这 样说:“简单地讲,计算机科学与技术学科的根 本问题是:什么能被(有效地)自动化。”
+
信息控制
信息处理
信 息 传 输
信息应用
物质对象
信息获取
充分表明,自动化科学技术与信息科学技 术之间也是你中有我、我中有你。 结合具体的各个信息类学科(专业),分析 比较其与自动化学科(专业)的联系与区别。
在“工学”学科门类下的“电气信息类”中, 除了自动化专业、计算机科学与技术专业外,信息 类专业包含了电子信息工程专业、通信工程专业、 电子科学与技术专业。 从信息的角度,这三个信息类专业的重点(特 点)是: ⑴ 电子信息工程专业重点是应用微电子技术, 研究各种信号的处理——信息处理; ⑵ 通信工程专业重点是研究信息传输; ⑶ 电子科学与技术专业重点是研究微电子科学 与技术,而微电子技术是信息技术的主要基础,故 常常被称为信息基础技术。
(3) 学自动化的特点
自动化专业基础面宽,
需要学的知识多,并要求扎实。
常说: 在所有学工的学生中,学自动化需要的 数学知识最多。 在所有学工的学生中,学自动化学习的计算机 仅次于计算机专业。
从而: 学自动化专业的适应面宽、分配好,且工 作易成功。
这符合大学改革的方向——宽基础、宽专业面
第6章 自动化学科(专业)发展 6.2
其它专业向自动化扩展
以自动化或控制工程(技术)作为其专业名称 一部分或后缀(如“电气工程及其自动化”专业、 “机械设计制造及其自动化”专业、“过程装备与 控制工程”专业、“农业机械化及其自动化”专业 等)的专业数为8种,
占全部专业数的3%多, 占全部工学类专业数的11%多
自动化学科(专业)与其他相关学科 (专业),尤其是与计算机类、信息类、工 程类学科(专业)到底有哪些联系与区别?
6.2.3
与工程类学科专业的联系与区别
自动化学科与其他学科、技术与应用领域之间联系 紧密,是在与众多应用领域的相互推动下发展起来的。 这众多应用领域包括机械制造系统、化工与冶金等过程 系统、电厂与电力系统、交通运输系统、农业系统、生 态系统等等。
众 多 应 用 领 域 相互推动 自动化的理论、方法与技术 支撑 基础与交叉学科 支持 技术与工具
(2) 专业特点 具有中国的特色、创新,主要特点有 : * 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; * 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。 * 突出系统与集成的思想、方法, 有利于 培养“将才”与“帅才”。
自动化学科概论
第 6章 自动化学科(专业)发展
自动化学科概论
第6章 自动化学科(专业)发展
6.1 自动化学科(专业)的学科(专业)的关系
自动化学科(专业)的发展前景
结尾——课程简要总结
第6章 自动化学科(专业)发展 6.1
自动化学科(专业)的特点
(1)学科特点 自动化学科是一门多学科交叉的高技术学科, 是当代高技术的集中体现与应用。 自动化研究,宽、广,几乎无所不包, 并且,伴随其它技术发展,越来越广。
与其他学科(专业)的关系
6.2.1 与计算机学科(专业)的联系与区别
6.2.2 与信息类学科(专业)的联系与区别
6.2.3 与工程类学科(专业)的联系与区别
交叉学科的集中体现
自动化学科是一门多学科交叉、覆盖面非常宽 的高技术学科,在自动化学科体系中包含了其他学 科的交叉分支(如计算机学科、数学学科)。
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