自动化学科发展前沿研究
自动化前沿课程论文自动化学科发展前沿研究
学院电气工程
班级自动化122班
姓名王涵
学号1202100328
研究背景
我国水利水电工程正在经历一个前所未有的大规模建设阶段, 随着一批大型和特大型水利水电工程的建设, 各类水利水电工程对自动化控制系统的需求将非常广泛, 为水利水电自动化与信息化技术的应用和发展开辟了广阔的空间, 水利水电自动化控制系统和技术将是今后研究和发展的主要方向。为促进未来我国自动化控制系统的相关研究与国际先进水平发展同步, 在系统总体设计与应用技术方面居国际先进水平, 满足我国水利水电建设可持续发展需要, 开展国际科学技术发展动态调研具有重要的现实意义。本文根据当前国际水利水电自动化学科的发展趋势, 结合本所的工作和研究方向, 对当前国际水利水电自动化控制系统与技术研究的热点和重点问题进行综述, 包括: 大型和特大型水电站计算机监控系统、梯级水电站远方集控中心自动化系统、蓄能电站控制系统、大型引水工程调度自动化系统等水利水电工程控制领域。
学科发展动态和值得关注点
21世纪我国水电开发建设进入到了一个高速发展时期, 并向着大机组与全流域梯级滚动开发的方向发展, 我国水电站综合自动化系统也获得了前所未有的快速发展机遇,并随着三峡右岸、龙滩等一批单机容量为 70 万 kW 的特大型水电站相继建成投产发电, 以及三峡上游单机容量为 100 万 kW 梯级电站的建设, 巨型机组特大型电站综合自动化系统的研制开发也成为本学科的发展方向和当前的关注点。
巨型机组特大型电站对计算机监控系统的要求与常规的系统相比, 主要应进一步考虑下列几个方面的问题: ( 1) 机组单机容量加大后, 机组及电站在电力系统中的地位和重要性进一步提高, 应进一步提高控制系统的可靠性, 避免由于控制设备的可靠性对发电可靠性以及电网安全的不利影响; ( 2) 机组单机容量提高后, 发电机的电压、电流进一步加大, 电磁干扰强度进一步提高, 控制系统电子设备的抗电磁干扰能力应更强; ( 3) 发电机、水轮机等重要设备的监测点会更多、更全面, 附属设备数量也会增加, 监控系统的海量数据实时采集与处理能力应更强; ( 4) 由于机组及电站的重要性, 控制系统的性能指标要求应进一步提高, 如数据采集周期、事故处理响应时间、控制响应时间等; ( 5) 自动化、智能化程度应进一步提高。
由于常规电站计算机监控系统在满足巨型机组特大型电站的技术要求上存在一定差距, 近年来, 为满足巨型机组特大型电站在系统高可靠性, 特别是海量数据的实时采集与处理等方面越来越高的技术要求, 国内一些单位相继开展了功能更加强大、性能指标更高的面向巨型机组特大型电站的新一代计算机监控系统的探索和研究开发。
特大型水电站综合自动化系统一般都具有系统庞大, 主辅设备多, 结构复杂的特点, 三峡左岸电站计算机监控系统采用技术引进消化与吸收, 右岸电站采用国内研发具有自主知识产权的监控系统, 有力推动了我国计算机监控系统总体技术水平的提高, 采用国产化计算机监控系统的三峡右岸、龙滩等一批单机
容量为 70 万 kW 的水电站相继建成投产发电, 标志着我国水电站计算机监控系统技术已达到国际先进水平。
目前我国进行流域梯级电站集中控制中心建设已成为发展趋势, 各流域水电开发公司均进行了集控中心的规划, 现已有部分流域梯级电站集中控制中心建成投入运行, 如三峡梯级调度中心、黄河上游梯级电站集中控制中心、乌江梯级电站集中控制中心、大渡河流域集中控制中心等。其他流域梯级电站集控中心也都在建或拟开工建设。
梯级集控中心自动化系统包括电调自动化系统和水调自动化系统, 电调自动化系统主要实现流域梯级电站的信息采集与处理、运行监视, 满足梯级水电站操作控制、生产调度、集中监控需要。水调自动化系统是梯级集控中心自动化系统的一个重要组成部分, 主要进行与水库运行有关的监视、预报、调度和管理。该系统基于对历史资料的收集整理, 通过实时水文、气象和水库运行信息的自动采集, 利用数据库管理技术, 进行在线水文预报、调洪演算、优化调度和水务综合管理等, 提供满足防洪、发电及其他综合利用要求的水库调度决策方案, 同时支持水电厂和电网的经济调度。
为有效实现流域梯级电站集中控制, 满足大型梯级水电站及流域水电站群远方集中控制与优化调度管理的要求, 近年来国内一些单位相继开展了这方面的研究和开发工作。
建设流域梯级集控中心自动化系统必须满足 2 个基本条件, 首先是流域各梯级水电站均已实施计算机监控系统工程, 并满足水电站无人值班 ( 少人值守) 的技术要求; 其次要建有可靠的通信网络系统, 以满足集控中心至各梯级水电站的梯级调度计算机网络系统的需要。
随着一批流域梯级集控中心自动化系统的建设与投运, 系统在实现电站现地无人值班 ( 少人值守) , 远方统一集中实时监控、联合优化调度和管理方面获得了广泛应用, 在技术上也有了很大提高, 梯级集控中心自动化系统将是当前及今后一段时期的研究与关注重点, 今后流域梯级集控中心自动化系统的发展趋势是: 逐步将流域梯级枢纽水情测报、梯级调度管理、闸门控制和决策支持等系统统一构成梯级枢纽联合调度决策支持系统。
随着我国大型长距离调水工程的建设, 全线统一优化调度、泵站闸站远程监控、全线自动化运行管理等一批关键技术成为研究开发热点, 长距离梯级泵( 闸) 站引水工程自动化系统及相关技术装备的研发将是今后研究发展的主要方向。
现代梯级泵站调水工程中泵站装机功率大, 提高泵站效率有利于降低调水运营成本, 提高调水经济效益。为此, 我国一些专家学者针对泵站经济运行问题进行了较多的研究, 为泵站经济运行调度打下了较好的基础。陈守伦等[ 18]通过建立相应的数学模型, 采用动态规划的方法确定泵站各时段的抽水量及各时段
总流量在机组之间的合理分配, 可使泵站的经济效益得到明显提高。刘正祥等[ 19]对于多机组的多级泵站, 以总能耗最小为目标函数, 用动态规划法确定每级泵站的机组最优开机组合, 然后模拟了系统的运行, 同时考虑了级间的合理调配与站内机组的优化组合, 可使泵站的经济效益得到明显的提高。金明宇等[ 20]建立了大型引水工程各梯级站水位优化调度数学模型, 使得整个系统总能耗最少。
目前, 大型长距离输水工程的数据采集、远方监控和全线统一自动化调度技术已获得广泛应用, 系统软硬件的可靠性已有了质的提高, 国内也已开发建设了一批大型引水工程全线泵( 闸) 站计算机监控系统工程, 初步实现了全线自动化调度运行。随着南水北调等大型工程的建设, 对自动化调度系统提出了更高的要求, 为提高调度决策自动化和系统安全运行水平, 仍需要进一步开展系统总体结构、网络通信、全线统一优化调度及现地无人值班技术研究, 提高大型输水工程自动化系统的性能和实用化水平。
研究发展方向
近10 年来, 我国水利水电自动化控制系统取得了快速发展和技术进步, 系统总体技术已达到国际先进水平, 并获得国内广大用户的认可。针对三峡枢纽以上流域单机容量为 100 万 kW 梯级电站的建设, 应继续开展巨型机组特大型电站综合自动化系统关键技术的研究工作, 研究探讨改进系统结构、网络结构, 优化系统配置, 并通过采用新产品、新技术和最新研究成果, 提高监控系统的可靠性和实时响应
性能。
在国际市场方面, 应进一步提高国产水电站自动化控制系统在国际水电市场的知名度, 针对国外水电站的特点和实际需求, 改进和完善系统结构、功能和性能指标, 提高系统的竞争力, 加大在国际市场,特别是东南亚和非洲水电站的市场占有率。
在流域梯级电站集控中心自动化系统方面, 应在建立流域数据中心和远方集控的基础上, 开展数据挖掘和数据共享综合利用工作, 提高流域梯级调度管理的现代化水平, 充分发挥水利工程的防洪减灾与兴利效益, 开发满足防洪、发电及其他综合利用要求的流域水库调度决策支持系统, 同时协调与电网的调度关系, 实现流域梯级水电站优化调度和电网的经济调度。
在长距离引水工程调度自动化系统方面, 应结合我国南水北调等大型水利工程建设的需要, 开展全线调度自动化系统运行管理关键技术的实用化研究和开发, 提高我国全线统一优化运行管理和调度决策的自动化水平。
为使电源结构更加合理和多样化, 我国正在加快大型抽水蓄能电站的建设, 目前, 大型抽水蓄能电站计算机监控系统基本上全部采用国外进口产品, 价格高且不利于运行维护, 售后服务困难, 而国产化系统已基本具备实现大型蓄能电站计算机监控系统的能力和水平, 但缺乏应有的应用业绩, 因此今后本学科
重点研究内容和发展方向之一应放在根据抽水蓄能电站机组控制的特点, 开发蓄能机组的有关流程控制软件, 并结合具体蓄能电站工程进行应用。重点研究内容包括: 大型蓄能电站计算机监控系统模式与结构, 有关流程控制软件技术及大型蓄能电站自动发电控制技术。
数学学科前沿讲座报告
数学学科前沿讲座 通过一个学期的学习和学校数位专家教授的耐心讲解，产生了一些自己对数学学科的体会。下面就简要谈谈，通过听取前沿讲座我对数学学科的理解与变化。近半个多世纪以来，随着计算机技术的迅速发展，数学的应用不仅在工程技术、自然科学等领域发挥着越来越重要的作用，而且以空前的广度和深度向经济、金融、生物、医学、环境、地质、人口、交通等新的领域渗透，所谓数学技术已经成为当代高新技术的重要组成部分。因有数学,才有今天科技的繁荣，在我们身边到处都有数学问题。今天科技领域也以数学为基础。如计算机的发展，一切理论都是数学家提出的，某个物理学家要研究某个项目，都要以丰厚 的数学功底为前提。在人们的生活中，时刻与数学打交道，可谓世界因数学而精彩。既然数学有如此大的魅力，下面将粗略的介绍一下。数学曾出现三次危机：无理数的发现——第一次数学危机；无穷小是零吗——第二次数学危机；悖论的产生---第三次数学危机。数学历来被视为严格、和谐、精确的学科，纵观数学发展史，数学发展从来不是完全直线式的，他的体系不是永远和谐的，而常常出现悖论。在悖论中逐渐成熟，进而到现在出现多个分支，分为：基础数学、数论、代数学、几何学、拓扑学、函数论、常微分方程、偏微分方程、概率论、应用数学、运筹学。 一、应用数学应用数学属于数学一级学科下的二级学科。应用数学是应用目的明确的数学理论和方法的总称，它是数学理论知识与应用科学、工程技术等领域联系的重要纽带。应用数学主要研究具有实际背景或应用前景的数学理论或方法，以数学各个分支的应用基础理论为研究主体，同时也研究自然科学、工程技术、信息、经济、管理等科学中的数学问题，包括建立相应的数学模型、利用数学方法解决实际问题等。主要研究方向： (1) 非线性偏微分方程非线性偏微分方程是现代数学的一个重要分支，无论在理论中 还是在实际应用中，非线性偏微分方程均被用来描述力学、控制过程、生态与经济系统、化工循环系统及流行病学等领域的问题。利用非线性偏微分方程描述上述问题充分考虑到空间、时间、时滞的影响，因而更能准确的反映实际。本方向主要研究非线性偏微分方程、H-半变分不等式、最优控制系统的微分方程理论及其在电力系统的应用。 (2)拓扑学拓扑学，是近代发展起来的一个研究连续性现象的数学分支。中文名称起 源于希腊语Τοπολογ的音译。Topology 原意为地貌，于 19 世纪中期由科学家引入，当时主要研究的是出于数学分析的需要而产生的一些几何问题。发展至今，拓扑学主要研究拓扑空间在拓扑变换下的不变性质和不变量。拓扑学是数学中一个重要的、基础的分支。起初它是几何学的一支，研究几何图形在连续变形下保持不变的性质(所谓
自动化专业发展趋势
1.自动化专业简介 自动化是指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在现人的智能活动。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把人从繁重的体力、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功能，极大地提高了劳动生产率，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。 总的来说，自动化专业是一个口径宽，适应面广的专业，具有明显的跨学科的特点，对实现我国工业、农业、国防和科学技术现代化，对迅速提升我国综合国力具有重要和积极的作用。 2.自动化发展历史 1946年，美国福特公司的机械工程师D.S.哈德最先提出“自动化”一词，并用来描述发动机汽缸的自动传送和加工的过程。 50年代，自动调节器和经典控制理论的发展，使自动化进入到以单变量自动调节系统为主的局部自动化阶段。 60年代，随着现代控制理论的出现和电子计算机的推广应用，自动控制与信息处理结合起来，使自动化进入到生产过程的最优控制与管理的综合自动化阶段。 70年代，自动化的对象变为大规模、复杂的工程和非工程系统，涉及许多用现代控制理论难以解决的问题。这些问题的研究，促进自动化的理论、方法和手段的革新，于是出现了大系统的系统控制和复杂系统的智能控制。 3.自动化技术展望 自动化技术发展至今应经达到了一个相当高的水平，然而它从未停下发展的脚步它的未来仍然在不断地开拓者。展望自动化的未来，虽然不能完全预测出以后的自动化技术将会发展成什么样，但是它的一些发展方向还是比较明确的。首先，机器人技术将会是自动化技术发展的前沿，从上个世纪机器人的产生，到如今，机器人的发展可谓日新月异，它已经成为先进制造业不可缺少的自动化装备，
软件工程专业学科前沿讲座报告
软件工程专业学科前沿讲座报告 院 (系)：计算机科学与工程 专业：软件工程 班级：17060212 学生：张嘉琪 学号：17060212119
人工智能（Artificial Intelligence），英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能亦称智械、机器智能，指由人制造出来的机器所表现出来的智能。通常人工智能是指通过普通计算机程序来呈现人类智能的技术。通过医学、神经科学、机器人学及统计学等的进步，有些预测则认为人类的无数职业也逐渐被人工智能取代。 人工智能在计算机领域内，得到了愈加广泛的重视。并在机器人，经济政治决策，控制系统，仿真系统中得到应用。人工智能是计算机学科的一个分支，二十世纪七十年代以来被称为世界三大尖端技术之一（空间技术、能源技术、人工智能）。也被认为是二十一世纪三大尖端技术（基因工程、纳米科学、人工智能）之一。这是因为近三十年来它获得了迅速的发展，在很多学科领域都获得了广泛应用，并取得了丰硕的成果，人工智能已逐步成为一个独立的分支，无论在理论和实践上都已自成一个系统。 人工智能是研究使计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为（如学习、推理、思考、规划等）的学科，主要包括计算机实现智能的原理、制造类似于人脑智能的计算机，使计算机能实现更高层次的应用。人工智能将涉及到计算机科学、心理学、哲学和语言学等学科。可以说几乎是自然科学和社会科学的所有学科，其范围已远远超出了计算机科学的范畴，人工智能与思维科学的关系是实践和理论的关系，人工智能是处于思维科学的技术应用层次，是它的一个应用分支。从思维观点看，人工智能不仅限于逻辑思维，要考虑形象思维、灵感思维才能促进人工智能的突破性的发展，数学常被认为是多种学科的基础科学，数学也进入语言、思维领域，人工智能学科也必须借用数学工具，数学不仅在标准逻辑、模糊数学等范围发挥作用，数学进入人工智能学科，它们将互相促进而更快地发展。通常，“机器学习”的数学基础是“统计学”、“信息论”和“控制论”。还包括其他非数学学科。这类“机器学习”对“经验”的依赖性很强。计算机需要不断从解决一类问题的经验中获取知识，学习策略，在遇到类似的问题时，运用经验知识解决问题并积累新的经验，就像普通人一样。我们可以将这样的学习方式称之为“连续型学习”。但人类除了会从经验中学习之外，还会创造，即“跳跃型学习”。这在某些情形下被称为“灵感”或“顿悟”。一直以来，计算机最难学会的就是“顿悟”。或者再严格一些来说，计算机在学习和“实践”方面难以学会“不依赖于量变的质变”，很难从一种“质”直接到另一种“质”，或者从一个“概念”直接到另一个“概念”。正因为如此，这里的“实践”并非同人类一样的实践。人类的实践过程同时包括经验和创造。这是智能化研究者梦寐以求的东西。 前景:目前随着人工智能AI的迅猛发展，今后几年触摸一体机一定会和人工智能
学科前沿专题听课报告2
燕山大学学科前沿专题听课报告 专业：控制工程 姓名：闫晓庚 学号：S150********
风电机组状态监测主讲人：苏连成 1.风电发展现状 中国的风电从零开始起步，目前已经取得了可喜的成就，但是风电利用的前景依然广阔。在风力发电上同样属于后起之秀的美国，目前的装机容量已经跃居世界第二，并且连续两年增速排名第一。而我国只有40多个风电场，风力发电机1500多台，装机容量为260万千瓦，排名世界第6位，亚洲第2位，不及我们的邻居印度的一半，所有中国风电的全年供给还不足以支撑北京市一个月的用电量。 目前全世界的风电装机容量正在以每年25%以上的增速高速增长，越来越多的国家开始致力于这一完全清洁能源的开发。而且，令人振奋的是，截止到目前，我们所开发的风能仅仅占了可开发的总量的极小的一部分。大自然对于善待她的人无疑是非常慷慨的。据测算，以欧洲和中国为例，如果完全开发，仅这两个地区拥有的海岸风能，能满足区域内全部的电力需求。所以，也许对于风能来说，现在的一切只不过是刚刚开始。 2.风电机组监测 风力发电机组振动状态监测与故障诊断技术在工程中应用的重大意义。 (l)提高机组运行的可靠性、安全性 振动状态监测与故障诊断技术能够及时、正确地对机组的各种异常状态或故障状态做出诊断，预防或消除故障，避免重大事故发生，保证风力发电机组安全，可靠地运行。 (2)给企业带来可观的经济效益 由于振动状态监测与故障诊断能避免因突发性故障发生造成的经济损失，延长机组使用寿命。还能为制定有计划的维修提供依据，可在无风期安排维修，缩短维修时间，减少备件数，降低风力发电设备的维修费用，能给企业带来巨大的经济效益 (3)监测方式方法 振动，噪声，应力，油分析，红外 算法：时域、频域 3.发展前景 21世纪是高效、洁净、安全、经济可持续利用能源的时代，世界各国都在向此方向发展，都把能源的利用作为科研领域的关键允以关注。而通过历史的筛选，及近年来全球新能源的发展动向，我们可以看出风能将成为能源开发的重要角色，而风电也将随之得到极大的发展。中国新能源战略开始把大力发展风力发电设为重点。按照国家规划，未来15年，全国风力发电装机容量将达到2000万至3000万千瓦。以每千瓦装机容量设备投资7000元计算，未来风电设备市场将高达1400亿元至2100亿元。
自动化学科发展前沿研究
自动化前沿课程论文自动化学科发展前沿研究 学院电气工程 班级自动化122班 姓名王涵 学号1202100328
研究背景 我国水利水电工程正在经历一个前所未有的大规模建设阶段, 随着一批大型和特大型水利水电工程的建设, 各类水利水电工程对自动化控制系统的需求将非常广泛, 为水利水电自动化与信息化技术的应用和发展开辟了广阔的空间, 水利水电自动化控制系统和技术将是今后研究和发展的主要方向。为促进未来我国自动化控制系统的相关研究与国际先进水平发展同步, 在系统总体设计与应用技术方面居国际先进水平, 满足我国水利水电建设可持续发展需要, 开展国际科学技术发展动态调研具有重要的现实意义。本文根据当前国际水利水电自动化学科的发展趋势, 结合本所的工作和研究方向, 对当前国际水利水电自动化控制系统与技术研究的热点和重点问题进行综述, 包括: 大型和特大型水电站计算机监控系统、梯级水电站远方集控中心自动化系统、蓄能电站控制系统、大型引水工程调度自动化系统等水利水电工程控制领域。 学科发展动态和值得关注点 21世纪我国水电开发建设进入到了一个高速发展时期, 并向着大机组与全流域梯级滚动开发的方向发展, 我国水电站综合自动化系统也获得了前所未有的快速发展机遇,并随着三峡右岸、龙滩等一批单机容量为 70 万 kW 的特大型水电站相继建成投产发电, 以及三峡上游单机容量为 100 万 kW 梯级电站的建设, 巨型机组特大型电站综合自动化系统的研制开发也成为本学科的发展方向和当前的关注点。 巨型机组特大型电站对计算机监控系统的要求与常规的系统相比, 主要应进一步考虑下列几个方面的问题: ( 1) 机组单机容量加大后, 机组及电站在电力系统中的地位和重要性进一步提高, 应进一步提高控制系统的可靠性, 避免由于控制设备的可靠性对发电可靠性以及电网安全的不利影响; ( 2) 机组单机容量提高后, 发电机的电压、电流进一步加大, 电磁干扰强度进一步提高, 控制系统电子设备的抗电磁干扰能力应更强; ( 3) 发电机、水轮机等重要设备的监测点会更多、更全面, 附属设备数量也会增加, 监控系统的海量数据实时采集与处理能力应更强; ( 4) 由于机组及电站的重要性, 控制系统的性能指标要求应进一步提高, 如数据采集周期、事故处理响应时间、控制响应时间等; ( 5) 自动化、智能化程度应进一步提高。 由于常规电站计算机监控系统在满足巨型机组特大型电站的技术要求上存在一定差距, 近年来, 为满足巨型机组特大型电站在系统高可靠性, 特别是海量数据的实时采集与处理等方面越来越高的技术要求, 国内一些单位相继开展了功能更加强大、性能指标更高的面向巨型机组特大型电站的新一代计算机监控系统的探索和研究开发。 特大型水电站综合自动化系统一般都具有系统庞大, 主辅设备多, 结构复杂的特点, 三峡左岸电站计算机监控系统采用技术引进消化与吸收, 右岸电站采用国内研发具有自主知识产权的监控系统, 有力推动了我国计算机监控系统总体技术水平的提高, 采用国产化计算机监控系统的三峡右岸、龙滩等一批单机
化学学科发展前沿
当代无机化学发展前沿 【论文摘要】: 无机化学是化学学科里其它各分支学科的基础学科，在近年来取得较突出的进展，主要表现在固体材料化学、配位化学等方面。未来无机化学的发展特点是各学科交叉纵横相互渗透，用以解决工业生产与人民生活的实际问题。文章就当代无机化学研究的前沿与未来发展趋势做了简要阐述。 当前无机化学的发展趋向主要是新型的无机化合物的合成和应用，以及新的研究领域的开辟和建立。因此21世纪理论与计算方法的运用将大大加强理论和实验更加紧密的结合。同时各学科间的深入发展和学科间的相互渗透，形成许多学科的新的研究领域。例如，生物无机化学就是无机化学与生物学结合的边缘学科；固体无机化学是十分活跃的新兴学科；作为边沿学科的配位化学日益与其它相关学科相互渗透与交叉。 根据国际上最新进展和我国的具体情况,文章就“无机合成与制备化学研究进展”和“我国无机化学最新研究进展”两个方面进行阐述： 一、无机合成与制备化学研究进展 无机合成与制备在固体化学和材料化学研究中占有重要的地位, 是化学和材料科 学的基础学科。发展现代无机合成与制备化学, 不断地推出新的合成反应和路线或改进和绿化现有的陈旧合成方法, 不断地创造与开发新的物种, 将为研究材料结构、性能(或功能) 与反应间的关系、揭示新规律与原理提供基础。近年来无机合成与制备化学研究的新进展主要表现为以下几个方面： （一）极端条件合成 在现代合成中愈来愈广泛地应用极端条件下的合成方法与技术来实现通常条件下无法进行的合成, 并在这些极端条件下开拓多种多样的一般条件下无法得到的新化合物、新物相与物态。超临界流体反应之一的超临界水热合成就是无机合成化学的一个重要分支。 （二）软化学合成 与极端条件下的合成化学相对应的是在温和条件下功能无机材料的合成与晶 化, 即温和条件下的合成或软化学合成。由于苛刻条件对实验设备的依赖与技术上的不易控制性, 减弱了材料合成的定向程度。而温和条件下的合成化学——即“软化学合成”,正是具有对实验设备要求简单和化学上的易控性和可操作性特点, 因而在无机材料合成化学的研究 领域中占有一席之地。 （三）缺陷与价态控制 缺陷与特定价态的控制是固体化学和固体物理重要的研究对象, 也是决定和优化 材料性能的主要因素。材料的许多性质如发光、导电、催化等都和缺陷与价态有关。晶体生长行为和材料的反应性与缺陷关系密切, 因此, 缺陷与价态在合成中的控制显然成为重要的科学题。缺陷与特定价态的生成和变化与材料最初生成条件有关, 因此，可通过控制材料生成条件来控制材料中的缺陷和元素的价态。 （四）计算机辅助合成 计算机辅助合成是在对反应机理有了了解的基础上进行的理论模拟过程。国际上一般为建立与完善合成反应与结构的原始数据库, 再在系统研究其合成反应与机理的基础
数学学科发展前沿专题答案
1.叙述高等代数或近世代数中以数学家名字命名的5个定理(需写具体内容) 答：1、 罗尔定理：如果函数f(x)在闭区间[a,b]上连续,在开区间(a,b)内可导,且在区间端点的函数值相等,即f(a)= f(b),那么在开区间(a,b)内至少有一点ξ(a<ξ 自动化学科前沿 ——人工智能 1946年，美国福特公司的机械工程师D.S.哈德最先提出“自动化”一词，并用来描述发动机汽缸的自动传送和加工的过程。50年代，自动调节器和经典控制理论的发展，使自动化进入以单变量自动调节系统为主的局部自动化阶段。 60年代，随现代控制理论的出现和电子计算机的推广应用，自动控制与信息处理结合起来，使自动化进入到生产过程的最优控制与管理的综合自动化阶段。 70年代，自动化的对象变为大规模、复杂的工程和非工程系统，涉及许多用现代控制理论难以解决的问题。这些问题的研究，促进了自动化的理论、方法和手段的革新，于是出现了大系统的系统控制和复杂系统的智能控制，出现了综合利用计算机、通信技术、系统工程和人工智能等成果的高级自动化系统，如柔性制造系统、办公自动化、智能机器人、专家系统、决策支持系统、计算机集成制造系统等。 自动化技术形成时期是在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。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。人们开始采用自动调节装置﹐来对付工业生产中提出的控制问题。这些调节器都是一些跟踪给定值的装置﹐使一些物理量保持在给定值附近。自动调节器应用标志着自动化技术进入新的历史时期。进入20世纪以后﹐工业生产中广泛应用各种自动调节装置﹐促进了对调节系统进行分析和综合的研究工作。 这一时期虽然在自动调节器中已广泛应用反馈控制的结构﹐但从理论上研究反馈控制的原理则是从20世纪20年代开始的。1833年英国数学家C.巴贝奇在设计分析机时首先提出程序控制的原理。1939年世界上第一批系统与控制的专业研究机构成立﹐为20世纪40年代形成经典控制理论和发展局部自动化作了理论上和组织上的准备。 20世纪40～50年代是局部自动化时期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。这一新的学科当时在美国称为伺服机构理论﹐在苏联称为自动调整理论﹐主要是解决单变量的控制问题。经典控制理论这个名称是1960年在第一届全美联合自动控制会议上提出来的。1945年后由于战时出版禁令的解除﹐出现了系统阐述经典控制理论的著作。1945年美国数学家维纳﹐N.把反馈的概念推广到一切控制系统。50年代以后﹐经典控制理论有了许多新的发展。。经典控制理论的方法基本上能满足第二次世界大战中军事技术上的需要和战后工业发展上的需要。但是到了50年代末就发现把经典控制理论的方法推广到多变量系统时会得出错误的结论。经典控制理论的方法有其局限性。 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年代以后，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 学科前沿专题 专业：机械电子工程姓名：刘洪民 学号：22 一、阐述机械制造业的变革及挑战。 机械制造业作为一个传统的领域已经发展了很多年，积累了不少理论和实践经验，但随着社会的发展，人们的生活水平日益提高，各个方面的个性化需求越加强烈。作为已经深入到各行各业并已成为基础工业的机械制造业面临着严峻的挑战。机械制造技术的发展趋势可以概括为：（1）机械制造自动化。（2）精密工程。（3）传统加工方法的改进与非传统加工方法的发展。 下面对自动化技术给予论述和展望。 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。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。 一、集成化 计算机集成制造（CIMS）被认为是21世纪制造企业的主要生产方式。CIMS 作为一个由若干个相互联系的部分（分系统）组成，通常可划分为5部分：1．工程技术信息分系统 包括计算机辅助设计（CAD），计算机辅助工程分析（CAE），计算机辅助工艺过程设计（CAPP），计算机辅助工装设计（CATD）数控程序编制（NCP）等。 2．管理信息分系统（MIS） 包括经营管理（BM），生产管理（PM），物料管理（MM），人事管理（LM），财务管理（FM）等。 3．制造自动化分系统（MAS） 包括各种自动化设备和系统，如计算机数控（CNC），加工中心（MC），柔性制造单元（FMS），工业机器人（Robot），自动装配（AA）等。 4．质量信息分系统 包括计算机辅助检测（CAI），计算机辅助测试（CAT），计算机辅助质量控制（CAQC），三坐标测量机（CMM）等。 5．计算机网络和数据库分系统（Network & DB） 它是一个支持系统，用于将上述几个分系统联系起来，以实现各分系统的集成。 二、智能化 智能制造系统可被理解为由智能机械和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，该系统在制造过程中能进行智能活动，如分析、推理、判断、构思、决策等。 在智能系统中，“智能”主要体现在系统具有极好的“软”特性（适应性和友好性）。在设计和制造过程中，采用模块化方法，使之具有较大的柔性；对于人，智能制造强调安全性和友好性；对于环境，要求作到无污染，省能源和资源充分回收；对于社会，提倡合理协作与竞争。 三、敏捷化 敏捷制造是以竞争力和信誉度为基础，选择合作者组成虚拟公司，分工合作，为同一目标共同努力来增强整体竞争能力，对用户需求作出快速反应，以满足用户的需要。为了达到快速应变能力，虚拟企业的建立是关键技术，其核心是虚拟制造技术，即敏捷制造是以虚拟制造技术为基础的。敏捷制造是现代集成制造系 课程论文 学院: 电气工程学院 专业: 自动化 班级: 122班 学号: 1202100338 姓名: 黄利生 指导教师: 林靖宇老师 二〇一六年三月二十五日 班级：自动化122班学号：1202100338 姓名：黄利生 一、什么是自动控制技术 自动控制技术是20世纪发展最快、影响最大的技术之一，也是21世纪最 重要的高技术之一。今天，技术、生产、军事、管理、生活等各个领域，都离不开自动控 制技术。就定义而言，自动控制技术是控制论的技术实现应用，是通过具有一 定控制功能的自动控制系统，来完成某种控制任务，保证某个过程按照预想进行，或者实现某个预设的目标。 随着电子计算机技术和其他高技术的发展，自动控制技术的水平越来越高，应用越来越广泛，作用越来越重要。尤其是在生产过程的自动化、工厂自动化、机器人技术、综合管理工程、航天工程、军事技术等领域，自动控制技术起到了关键作用。 二、自动化技术发展过程 自动化技术形成 自动化技术形成时期是在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。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。人们 开始采用自动调节装置，来对付工业生产中提出的控制问题。这些调节器都是 一些跟踪给定值的装置，使一些物理量保持在给定值附近。自动调节器应用标 志着自动化技术进入新的历史时期。进入20世纪以后，工业生产中广泛应用各种自动调节装置，促进了对调节系统进行分析和综合的研究工作。 这一时期虽然在自动调节器中已广泛应用反馈控制的结构﹐但从理论上研 究反馈控制的原理则是从20世纪20年代开始的。1833年英国数学家C.巴贝奇在设计分析机时首先提出程序控制的原理。1939年世界上第一批系统与控制的 专业研究机构成立﹐为20世纪40年代形成经典控制理论和发展局部自动化作 了理论上和组织上的准备。 20世纪40～50年代是局部自动化时期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。这一新的学科当时在美国称为伺服机构理论，在苏联称为自动调整理论﹐ 主要是解决单变量的控制问题。经典控制理论这个名称是1960年在第一届全美联合自动控制会议上提出来的。1945年后由于战时出版禁令的解除，出现了系 统阐述经典控制理论的著作。1945年美国数学家维纳﹐N.把反馈的概念推广到 一切控制系统。50年代以后﹐经典控制理论有了许多新的发展。。经典控制理 论的方法基本上能满足第二次世界大战中军事技术上的需要和战后工业发展上 的需要。但是到了50年代末就发现把经典控制理论的方法推广到多变量系统时会得出错误的结论，经典控制理论的方法有其局限性。 起源 1946年，美国福特公司的机械工程师D.S.哈德最先提出“自动化”一词，并用来描述发动机汽缸的自动传送和加工的过程。50年代，自动调节器和经典 控制理论的发展，使自动化进入以单变量自动调节系统为主的局部自动化阶段。发展 化学学科的前沿方向与优先领域基础学科在整个自然科学体系中占有十分重要的地位和作用。由基础科学研究产生的大量新思想、新理论、新效应等为应用科学提供了理论基础，对现代技术的发展有巨大的推动作用。国内外大量事实说明，"科学理论不仅更多地走在技术和生产的前面，而且为技术、生产的发展开辟着各种可能的途径"。基础研究是社会与科学发展的基础，而基础学科的建设与发展，是基础科学研究的基础。 化学和其它科学一样，是认识世界和改造世界重要学科。它与物理科学、生命科学等相互渗透，不断形成新的交叉学科。 学科的前沿方向与优先领域为： （1）合成化学； （2）化学反应动态学； （3）分子聚集体化学； （4）理论化学； （5）分析化学测试原理和检测技术新方法建立； （6）生命体系中的化学过程； （7）绿色化学与环境化学中的基本化学问题； （8）材料科学中的基本化学问题； （9）能源中的基本化学问题； （10）化学工程的发展与化学基础。 今日化学何去何从 今日化学何去何从？对于这个问题有两种回答：第一种回答：化学已有200余年的历史，是一门成熟的老科学，现在发展的前途不大了；21世纪的化学没有什么可搞了，将在物理学 与生物学的夹缝中逐渐消微。第二种回答：20世纪的化学取得了辉煌的成就，21世纪的化学将在与物理学、生命科学、材料科学、信息科学、能源、环境、海洋、空间科学的相互交叉，相互渗透，相互促进中共同大发展。本文主张第二种回答。 1. 20世纪化学取得的空前辉煌成就并未获得社会应有的认同 在20世纪的100年中，化学与化工取得了空前辉煌的成就。这个“空前辉煌”可以用一个数字来表达，就是2 285万。1900年在Chemical Abstracts（CA）上登录的从天然产物中分离出来的和人工合成的已知化合物只有55万种。经过45年翻了一番，到1945年达到110万种。再经过25年，又翻一番，到1970年为236.7万种。以后新化合物增长的速度大大加快，每隔10年翻一番，到1999年12月31日已达2 340万种。所以在这11年中，化学合成和分离了2 285万种新化合物、新药物、新材料、新分子来满足人类生活和高新技术发展的需要，而在1900年前的历史长河中人们只知道55万种。从上面的数字还可以看出，化学是以指数函数的形式向前发展的。没有一门其他科学能像化学那样在过去的100年中创造出如此众多的新化合物。这个成就用“空前辉煌”来描述并不过分。但“化学家太谦虚”（这句话是Nature 杂志在2001年的评论中说的，参见文献[1]），不会向社会宣传化学与化工对社会的重要贡献。因此20世纪化学取得的辉煌成就，并未获得社会应有的认可。 2.20世纪发明的七大技术中最重要的是信息技术、化学合成技术和生物技术 报刊上常说20世纪发明了六大技术： ①包括无线电、半导体、芯片、集成电路、计算机、通讯和网络等的信息技术； ②基因重组、克隆和生物芯片等生物技术； ③核科学和核武器技术； ④航空航天和导弹技术； ⑤激光技术； ⑤纳米技术。 数学学科发展前沿调研报告 一、数学学科及数学教育的地位和作用 1．数学学科的地位和作用 数学在人类文明的进步和发展中一直发挥着重要的作用。过去，人们习惯把科学分为自然科学、社会科学两大类，数、理、化、天、地、生都归属于自然科学。但是，现在科学家更倾向于把自然科学界定为以研究物质的某一运动形态为特征的科学，如物理学、化学、生物学。数学是忽略了物质的具体运动形态和属性，纯粹从数量关系和空间形式的角度来研究现实世界的，具有超越具体科学和普遍适用的特征，具有公共基础的地位，与理、化、生等学科不属于同一层次，因此不是自然科学的一种。把科学分为自然科学、社会科学和数学科学三大类， 这种观点更为学术界所认可。 恩格斯曾说过：“数学在化学中的应用是线性方程组，而在生物学中的应用是零”。但是，在当今高科技时代，自然科学和社会科学的各领域的研究进入到更深的层次和更广的范畴，在这些研究中数学的运用往往是实质性的，数学与自然科学和社会科学的关系从来没有像今天这样密切。许多一度被认为没有应用价值的抽象的数学概念与理论，出人意料地找到了它们的原型和应用。恩格斯所描述的状况早已成为历史。我们略举若干侧面，表明数学的渗透和应用。 数学的许多高深理论与方法正广泛深入地渗透到自然科学的各个领域中去。美国自然科学基金会最近指出：当代自然科学的研究正在日益呈现出数学化的趋势。 无论是电子计算机的发明还是它的广泛使用都是以数学为基础的。在电子计算机的发明史上，里程碑式的人物图林和冯?诺依曼都是数学家，而在当今计算机的重大应用中也无不包含着数学。因而，美国国家研究委员会在一份报告中把数学与能源、材料等并列为必须优先发展的基础研究领域。 信息技术已被广泛地应用于方方面面，高科技往往在本质上是一种数学技术。事实上，从医学上的CT技术到印刷排版的自动化，从飞行器的模拟设计到指纹的识别，从石油地震勘探的数据处理到信息安全技术等等，在形形色色的技术背后，数学都扮演着十分重要的角色，常常成为解决问题的关键。 数学已经广泛地深入到社会科学的各个领域。例如，用数学模型研究宏观经济与微观经济，用数学手段进行社会和市场调查与预测，用数学理论进行风险分析和指导金融投资，在许多国家已被广泛采用，在我国也开始受到重视。在经济与金融的理论研究上，数学的地位更加特殊。在诺贝尔经济学奖的获得者当中，数学家或有研究数学的经历的经济学家占了一半以上。 美国前几年职业排行榜的250种职业中，数学家（指各行业中从事数学建模、仿真等应用的数学家）名列第五位，前四位分别是网站经理、保险精算师、电脑系统分析师、软件工程师，他们也都需要有很强的数学背景。 总之，数学在当代科技、文化、社会、经济和国防等诸多领域中的特殊地位是不可忽视的。发展数学科学，是推进我国科学研究和技术发展，保障我国在各个重要领域中可持续发展的战略需要。 2．数学教育的地位和作用 数学是人类社会进步的产物，也是推动社会发展的动力之一。数学与人类文明、与人类文化有着密切的关系。数学在人类文明的进步和发展中，一直在文化层面上发挥着重要的作用。 数学不仅是一种重要的“工具”或“方法”，也是一种思维模式，即“数学方式的理性思维”；数学不仅是一门科学，也是一种文化，即“数学文化”；数学不仅是一些知识，也是 应用化学学科前沿 高分子材料 前言： 高分子材料也称聚合物材料，它是以高分子化合物（树脂）为基体，再配以其他添加剂（助剂）所构成的材料。高分子材料包括天然高分子材料，如棉、麻、丝、毛等；由天然高分子原料经过化学加工而成的改性高分子材料，如粘胶纤维、醋酸纤维、改性淀粉等；由小分子化合物通过聚合反应合成的合成高分子材料，如聚丙烯树脂、顺丁橡胶、丙烯酸涂料等。由于高分子材料概括性太大，先介绍几种不同高分子材料的发展现状。 高分子材料是材料领域中的新秀，它的出现带来了材料领域中的重大变革。高分子材料与其他的各种材料（如木材、陶瓷、金属、水泥、棉、毛、丝、皮革、纸张等）并驾齐驱，在各种工业部门得到了广泛的应用，这主要是高分子材料本身具有许多的优良特性，例如塑料质地轻盈、加工成型方便，可以制成各种生活用品；工程材料具有较高强度，可以代替金属,由于高分子材料的相对密度为1.0~1.4，是钢铁相对密度的1/8、铝的1/2，这对于要求减轻自重的应用，有特殊的意义。 从我们以前学过的化学知识中可以知道，高分子材料其实是有机化合物, 有机化合物是碳元素的化合物．除碳原子外, 其他元素主要是氢、氧、氮等．碳原子与碳原子之间, 碳原子与其他元素的原子之间, 能形成稳定的结构．碳原子是四价, 每个一价的价键可以和一个氢原子键连接, 所以可形成为数众多的、具有不同结构的有机化合物．有机化合物的总数已接近千万种, 远远超过其他元素的化合物的总和, 而且新的有机化合物还不断地被合成出來．這样, 由於不同的特殊结构的形成, 使有机化合物具有很独特的功能．高分子中可以把某些有机物结构（又称为功能团）替换, 以改变高分子的特性．高分子具有巨大的分子量, 达到至少１万以上, 或几百万至千万以上, 所以, 人们將其称为高分子、大分子或高聚物． 高分子的种类繁多，随着化学合成工业的发展和新聚合反应和方法的出现，种类不断增加，就要进行分类。可以根据来源、性质、用途、结构等不同的角度进行多种分类。依据材料的性能和用途，可以将聚合物分为塑料、纤维、橡胶、涂料、粘合剂、功能高分子、离子交换树脂等；按应用功能分类可以分为通用高分子如塑料、纤维、橡胶、涂料、粘合剂等，功能高分子如具有光电磁等物理功能的高分子、高分子药物等，特殊功能高分子如耐热、高强度的聚碳酸酯等，仿生高分子如高分子催化剂、模拟酶等。 高分子材料可以人为合成，那是不是代表着人们可以随心所欲的合成自己需要的材料呢？答案当然是否定的。就目前人类的科学发展水平来看，想随心所欲的合成高分子材料是不可能的。先来看看目前高分子材料的发展现状以及发展前景吧。 随着高分子材料合成与加工的技术进步,塑料在各行业得到广泛、深入的应 软件学院学科前沿知识讲座感想 听了几位老师所讲的学科先沿讲座，我的感想颇多. 尤其是对林林老师的《智慧时代中的挑战与机遇》颇有感触。下面我谈谈自己通过听讲,查资料,经过思考后对这一问题的理解. 当今的信息新技术主要包括这么几类，即新息安全新技术：主要包括密码技术、入侵检测系统、信息隐藏技术、身份认证技术、数据库安全技术、网络容灾和灾难恢复、网络安全设计等。信息化新技术：信息化新技术主要涉及电子政务、电子商务、城市信息化、企业信息化、农业信息化、服务业信息化等。软件新技术：软件新技术主要关注嵌入式计算与嵌入式软件、基于构件的软件开发方法、中间件技术、数据中心的建设、可信网络计算平台、软件架构设计、SOA与RIA技术、软件产品线技术等。网络新技术：网络新技术包括宽带无线与移动通信、光通信与智能光网络、家庭网络与智能终端、宽带多媒体网络、IPv6与下一代网络、分布式系统等。计算机新技术：计算机新技术主要关注网格计算、人机接口、高性能计算和高性能服务器、智能计算、磁存储技术、光存储技术、中文信息处理与智能人机交互、数字媒体与内容管理、音视频编/解码技术等。 大胆的预测一下计算机技术往下怎么发展，因为形势明白了，历史规律搞清楚了，需求也明白了，该怎么做呢？我大胆做这么一个发言，中国计算机界必须把握机遇迎接挑战。看一下处理器方面该怎么做，上个世纪我们关心的是每秒种可以完成多少指令，处理的速度。后来发现不对，应该做高性能的处理器，每花掉一块钱可以处理多少能力，重要的是功耗要低，然后是无线，是互联，我们更关心消耗每瓦功率处理能力是多少，大家关心的点开始转移，从每秒处理能力，关心到每块买到多少处理能力，到最后消耗每瓦功耗有多少能力。在处理结构上面有什么变化，从上世纪70年代左右，人围着计算机转，每个单位只要很好就有一个漂亮的机房，大家围着机房转，算题是通过一个小窗口把题递进去，过一段时间里面算好，把题递出来。那时候一切围绕CPU转，所以那时候CPU当之无愧，我的处理器是中心所以叫CPU。再往下可以看到计算机围着人转，我们口袋里的手表等一切一切，人走到哪里，计算装备围着我来转，在机器内部不是围着CPU转，而是围着存储期，I/O，通道转，因此不能光搞CPU，比如出现PIM等新的名称，所以我们应该与时俱进。从CPU，C要改成无处不在的处理单元。 网络将怎么发展，我们在上个世纪70年代所关心的就是互联互通互操作，在这儿不是讲互联互通互操作不重要，它是一个基础绝对重要，关心这个是数据和控制信号的传递，数据和控制信号可以传过去。做了一些日子以后发现，需求不仅仅是这个，我们要提高网络的带宽，我们关心是信息沟通和处理能力的增强，光把信号传过去是不是可以处理好呢？再往下又是怎样的？我们应该关心网上有这些信息，有这么多人用，是动态的变化，所以我们要关心信息融合、信息确认等。要把消息传给该给的人，该给的时间，该给的地方，该给的人，传正确的东西，这个变化不承认不行的，以往包括我个人在内，我和我同事们宣扬，看我家里环境，办公室环境，我计算机有多少能力联网，这已经过去了。下面关心的是这个网络具有多少计算个算计的能力，算计要做推理更难，再往下要面对什么问题？我的网络环境怎么样有非常强的资源按需聚合，人机协同工作的协调能力，体系结构将怎么发展，70年代的时候，大家做体系结构设计，费劲脑筋是在计算机内挖掘可能的潜力，处理可能的矛盾，搞体系结构的人，什么是好的所长，厂长，它的学问是处理轻重缓急，这件事应该放得下，哪件事应该要处理，所以好的应该处理删、增、减、抑、扬，在这种情况下发现，我们设计在机群中挖掘和平衡，我们要在网络环境下怎么做挖掘和平衡，因为系统给人用的，机器的环境，是给销售人员，管理者用的，所以把协同工作做好，就要验证，所以从HPCS变成HPCE，我们需要的不是高性能，需要的是生产力可用性，中国科学家预感比较早，因此1997年再一次会上，就决定当前做ClieitServer，之后做Cluster，之后做Networking，之后是VSE， 数学学科前沿讲座 通过16个学时的学习，我对数学有大概的了解，也有一些自己的体会。下面就简要谈谈。 近半个多世纪以来，随着计算机技术的迅速发展，数学的应用不仅在工程技术、自然科学等领域发挥着越来越重要的作用，而且以空前的广度和深度向经济、金融、生物、医学、环境、地质、人口、交通等新的领域渗透，所谓数学技术已经成为当代高新技术的重要组成部分。因有数学，才有今天科技的繁荣，在我们身边到处都有数学问题。今天科技领域也以数学为基础。如计算机的发展，一切理论都是数学家提出的，某个物理学家要研究某个项目，都要以丰厚的数学功底为前提。在人们的生活中，时刻与数学打交道，可谓世界因数学而精彩。既然数学有如此大的魅力，下面将粗略的介绍一下。 数学曾出现三次危机：无理数的发现——第一次数学危机；无穷小是零吗——第二次数学危机；悖论的产生---第三次数学危机。数学历来被视为严格、和谐、精确的学科，纵观数学发展史，数学发展从来不是完全直线式的，他的体系不是永远和谐的，而常常出现悖论。在悖论中逐渐成熟，进而到现在出现多个分支，分为：基础数学、数论、代数学、几何学、拓扑学、函数论、常微分方程、偏微分方程、概率论、应用数学、运筹学…… 一、应用数学 应用数学属于数学一级学科下的二级学科。应用数学是应用目的明确的数学理论和方法的总称，它是数学理论知识与应用科学、工程技术等领域联系的重要纽带。应用数学主要研究具有实际背景或应用前景的数学理论或方法，以数学各个分支的应用基础理论为研究主体，同时也研究自然科学、工程技术、信息、经济、管理等科学中的数学问题，包括建立相应的数学模型、利用数学方法解决实际问题等。 主要研究方向：(1) 非线性偏微分方程 非线性偏微分方程是现代数学的一个重要分支，无论在理论中还是在实际应用中，非线性偏微分方程均被用来描述力学、控制过程、生态与经济系统、化工循环系统及流行病学等领域的问题。利用非线性偏微分方程描述上述问题充分考虑到空间、时间、时滞的影响，因而更能准确的反映实际。本方向主要研究非线性偏微分方程、H-半变分不等式、最优控制系统的微分方程理论及其在电力系统的应用。 (2)拓扑学 拓扑学，是近代发展起来的一个研究连续性现象的数学分支。中文名称起源于希腊语Τοπολογ的音译。Topology原意为地貌，于19世纪中期由科学家引入，当时主要研究的是出于数学分析的需要而产生的一些几何问题。发展至今，拓扑学主要研究拓扑空间在拓扑变换下的不变性质和不变量。拓扑学是数学中一个重要的、基础的分支。起初它是几何学的一支，研究几何图形在连续变形下保持不变的性质(所谓连续变形，形象地说就是允许伸缩和扭曲等变形，但不许割断和粘合)；现在已发展成为研究连续性现象的数学分支。 由于连续性在数学中的表现方式与研究方法的多样性，拓扑学又分成研究对象与方法各异的若干分支。19世纪末，在拓扑学的孕育阶段，就已出现点集拓扑学与组合拓扑学两个方向。现在，前者演化为一般拓扑学，后者则成为代数拓扑学。后来，又相继出现了微分拓朴学、几何拓扑学等分支。拓扑学也是数学的一个分支，研究几何图形在连续改变形状时还能保持不变的一些特性，它只考虑物体间的位置关系而不考虑它们的距离和大小。举例来说，在通常的平面几何里，把平面上的一个图形搬到另一个图形上，如果完全重合，那么这两个图形叫做全等形。但是，在拓扑学里所研究的图形，在运动中无论它的大小或者形状都发生变化。在拓扑学里没有不能弯曲的元素，每一个图形的大小、形状都可以改变。例如，下面将要讲的欧拉在解决哥尼斯堡七桥问题的时候，他画的图形就不考虑它的大小、形状，仅考虑点和线的个数。这些就是拓扑学思考问题的出发点。简单地说，拓扑就是研究有形的物体在连续变换下，怎自动化学科前沿
学科前沿
自动化前沿
化学学科的前沿方向与优先领域
数学学科发展前沿专题
应用化学专业前沿应化11-2
学科前沿讲座感想
数学学科前沿讲座