学科前沿讲座--自动化专业介绍
学科前沿讲座--自动化专业介绍
什么是自动化？ 二个典型的高技术自动化系统 自动化专业的培养目标 自动化专业的地位与作用 自动化专业的知识领域 我院自动化专业的历史与现状 进一步深造的机会 广阔的就业前景
什么是自动化？
自动化是指机器设备、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 研究利用机器以部分或全部替代人的工作的 一门科学与技术，核心是自动控制
系统知识层
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知识域： 系统与工程
知识域： 传感与检测、网络与通信 计算与处理、控制与智能 执行与驱动、对象与建模
知识域： 数理基础 机电基础、计算机基础
自动化专业的知识领域
自动化专业的知识体系 由三层知识构成，包括十个知识域 反映自动化专业特点的五个知识域 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； 自动化专业知识体系的核心知识是 控制与智能、对象与建模 系统与工程等三个知识域 也是自动化专业与其它专业的最大区别。
自动化技术被列为我国高技术研究发展计划六个主题之 一，国家各种科技计划均有不少自动化领域的重大项目。
目前我国自动化水平还不高，各行各业对自动化人才有 着广泛的需求。
系 统 知识层
知识域：系统与工程 知识元：大系统、复杂系统、运动控制 系统、过程控制系统、集成自动化系统、管理 信息系统、系统工程、运筹学、智能系统、机器 人系统、多智能体等等
自动化专业的培养目标
自动化专业是一个宽口径的专业 综合应用自动控制理论、计算机、电子和电气元部件、 计算机网络、信息处理等技术 从事与电气信息领域相关的自动化仪表和设备、嵌入 式控制计算机、测控应用软件、运动控制系统、过程 控制系统、交通控制和智能建筑等综合自动化测控系 统的研究、设计、开发、运行和维护 培养高素质工程技术人才和管理人才，能在国民经济 诸多行业、研究院所、高新技术公司、高等院校从事 宽口径、多学科交叉的科研、技术和管理工作，具有 良好的发展前景。
自动化学科简介(2024)
引言概述：自动化学科是现代科技与工程领域的重要学科之一，主要研究如何将人类的思维逻辑和行为模式转化为计算机程序，实现自动化控制和处理。
本文将以自动化学科为主题，从理论基础、发展历程、应用领域、关键技术和未来趋势等方面进行详细阐述。
正文内容：一、理论基础自动化学科的理论基础主要包括控制理论、信息论、传感器技术和等。
控制理论是自动化学科的核心基础，主要研究如何通过输出信号控制系统的输入信号，实现系统的稳定性和优化性能。
信息论则关注信息的传输和处理，为自动化系统提供了丰富的数学模型和分析方法。
传感器技术则是自动化系统的感知和采集源，通过各种传感器设备获取对象的信息。
而则是自动化学科的新兴领域，通过模拟和实现人类智能行为，实现系统的智能化和自主化。
二、发展历程自动化学科的发展历程可以追溯到19世纪末的工业革命时期，当时机械工程、电气工程和控制工程等学科的发展为自动化学科的形成奠定了基础。
经过不断的理论和实践探索，自动化技术逐渐在各个行业得到应用，如工业生产、交通运输、能源管理等。
随着信息技术的发展和智能化水平的提高，自动化技术也逐渐向、机器学习和大数据分析等方向拓展。
三、应用领域自动化学科的应用领域非常广泛，涵盖了工业生产、农业生产、交通运输、医疗保健、环境保护等多个领域。
在工业生产中，自动化技术可以实现生产过程的自动化控制和优化，提高生产效率和产品质量。
在农业生产中，自动化技术可以实现农业机械的智能化和自动化，提高农业生产的效益。
在交通运输中，自动化技术可以实现交通管控的智能化和自动化，提高交通系统的安全性和效率。
在医疗保健中，自动化技术可以实现医疗设备的智能化和自动化，提高医疗服务的质量和效率。
在环境保护中，自动化技术可以实现环境监测的自动化和数据分析，提供科学依据和决策支持。
四、关键技术自动化学科涉及的关键技术包括传感器技术、信号处理技术、控制理论和算法、人机交互技术等。
传感器技术是自动化系统的感知和采集源，通过各种传感器设备获取对象的信息。
自动化专业课程介绍
自动化专业课程介绍自动化专业是现代工程技术领域中的重要学科之一，它涵盖了自动控制、机器人技术、传感器技术、电气工程等多个领域。
本文将为您详细介绍自动化专业的课程内容和学习目标。
一、自动化专业课程概述自动化专业课程旨在培养学生掌握自动化系统的设计、运行和维护等方面的知识和技能。
学生将学习控制理论、电子技术、计算机科学、机械工程等相关学科的基础知识，以及自动化系统的建模、仿真和优化等高级技能。
二、自动化专业课程内容1. 控制理论与技术：介绍自动化系统的基本原理和控制方法，包括PID控制、模糊控制、神经网络控制等。
学生将学习如何设计和调试控制系统，并掌握各种控制算法的应用。
2. 电子技术与电路：学习电子器件的工作原理、电路设计和电路分析等内容。
通过实验和实践，学生将掌握电子技术在自动化系统中的应用。
3. 传感器技术与信号处理：介绍各种传感器的原理和应用，包括温度传感器、压力传感器、光电传感器等。
学生将学习传感器的选择、安装和校准等技术，并学会对传感器信号进行处理和分析。
4. 自动控制系统设计：学习自动化系统的建模和仿真技术，包括使用MATLAB、Simulink等软件进行系统建模和仿真。
学生将学会设计和优化自动控制系统，解决实际工程问题。
5. 工业机器人技术：介绍工业机器人的基本原理、结构和控制方法。
学生将学习机器人的运动规划、路径控制和力控制等技术，以及机器人在自动化生产线上的应用。
6. 自动化系统集成与调试：学习自动化系统的集成和调试技术，包括硬件的连接和软件的调试。
通过实践项目，学生将掌握自动化系统的实际应用和故障排除技巧。
三、自动化专业学习目标1. 掌握自动化系统的基本原理和技术，能够进行自动化系统的设计和调试。
2. 熟练掌握控制理论和方法，能够设计和优化各种控制系统。
3. 熟悉电子技术和电路设计，能够应用电子器件解决自动化系统中的问题。
4. 熟悉传感器技术和信号处理，能够选择合适的传感器并对其信号进行处理和分析。
自动化专业简介及其学科前沿
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词 的冲击带动轮子转动，实现灌溉、淘米等工作。 工业革命的到来(1788年)，为自动化的发展带来
的
了巨大的动力。此后的一百多年中，人们一直在 探索，特别是，经过从1934年到1947年的十几年
起
研究(二战期间),最终提出了自动化的理论基础著 作——控制论。标志着自动化技术的正式诞生。
展
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
状 况
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。
下面以一个简单的例子，来说明自动化的原理。
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自动化专业简介及其学科前沿
自动化（Automation）是指工具或生产过程不依
赖或少量依赖人的干预而主要依靠预设指令和程
自 序自动完成工作的过程。 人类自开始进行劳动以来，就一直梦想着制造出
动
能够无需人的参与就可以自己完成任务的劳动工 具。
化 从刀耕火种的年代起，人们就梦想着省时省力 地生产出更多的东西，来满足人们生活的需要。
自动化前沿讲座
线性控制理论
线性控制理论是系统与控制理论中最为成熟和最为基础的一个 组成分支，是现代控制理论的基石。系统与控制理论的其他分支， 都不同程度地受到线性控制理论的概念、方法和结果的影响和推动。 严格地说，一切实际的系统都是非线性的，真正的线性系统在 现实世界是不存在的。但是，很大一部分实际系统，它们的某些主 要关系特性，在一定的范围内，可以充分精确地用线性系统来加以 近似地代表。并且，实际系统与理想化了的线性系统间的差别，对 于所研究的问题而言已经小到无关紧要的程度而可予以忽略不计。 因此，从这个意义上说，线性系统或者可线性化的系统又是大量存 在的，而这正是研究线性系统的实际背景。 简单说，线性系统理论主要研究线性系统状态的运动规律和改 变这种运动规律的可能性方法，建立和揭示系统结构、参数、行为 和性能间的确定的和定量的关系。在对系统进行研究的过程中，建 立合理的系统数学模型是首要的前提，对于线性系统，常用的模型 有时间域模型和频率域模型，时间域模型比较直观，而频率域模型 则是一个更强大的工具，而者建立的基本途径一般都通过解析法和 实验法。
自动化前沿技术
1、自动化技术的概述
(1)自动化技术诞生 (2)自动化技术发展 (3)自动化技术原理
2、自动化前沿技术
(1)自动化技术的江湖门派 (2)自动化技术的十八般武艺
3、自动化技术的应用
工业、军事、日常生活
自动化的诞生
人类自开始进行劳动以来，就一直梦想着制造出能够无 需人的参与就可以自己完成任务的劳动工具。 从刀耕火种的年代起，人们就梦想着省时省力地生产出更 多的东西，来满足人们生活的需要。人们在几千年的生产过程 中，发明了很多节省力气的工具，如在河流上建造的水车。可 以通过水的冲击带动轮子转动，实现灌溉、淘米等工作。 工业革命的到来(1788年)，为自动化的发展带来了巨大 的动力。此后的一百多年中，人们一直在探索，特别是，经过 从1934年到1947年的十几年研究(二战期间),最终提出了自动化 的理论基础著作——控制论。标志着自动化技术的正式诞生。 从诞生到现在，自动化技术在各个领域大显身手，飞机 导航、交通运输、导弹控制中到处都是自动化技术的应用。
自动化专业特色介绍
自动化专业特色介绍引言概述：自动化专业是现代工程技术领域中的重要学科，它涵盖了自动控制、机器人技术、传感器与测量技术等多个方面。
本文将从五个大点来介绍自动化专业的特色，包括自动控制系统、机器人技术、传感器与测量技术、智能制造与工业互联网以及自动化工程应用。
正文内容：1. 自动控制系统1.1 自动控制理论：介绍自动控制系统的基本理论，包括控制原理、控制方法和控制器的设计等。
1.2 控制系统设计与优化：详细阐述控制系统的设计方法和优化技术，包括模型建立、参数调整和控制策略优化等。
1.3 控制系统仿真与实验：介绍控制系统的仿真与实验技术，包括MATLAB/Simulink仿真和实际控制系统的搭建与测试等。
2. 机器人技术2.1 机器人运动学与动力学：详细介绍机器人的运动学和动力学原理，包括机器人的位姿描述、运动规划和轨迹跟踪等。
2.2 机器人感知与导航：阐述机器人的感知技术，包括视觉、声音和力觉等传感器的应用，以及机器人的自主导航和路径规划等。
2.3 机器人应用领域：介绍机器人在制造业、医疗领域、农业等各个领域的应用，包括工业机器人、医疗机器人和农业机器人等。
3. 传感器与测量技术3.1 传感器原理与分类：详细介绍传感器的工作原理和分类，包括光学传感器、压力传感器和温度传感器等。
3.2 传感器信号处理与数据采集：阐述传感器信号的处理方法，包括滤波、放大和AD转换等技术，以及数据采集系统的设计与应用。
3.3 测量技术与精度分析：介绍测量技术的原理和方法，包括测量误差的分析与校正，以及测量系统的精度评定与提高等。
4. 智能制造与工业互联网4.1 智能制造技术：详细介绍智能制造的概念和技术，包括物联网、云计算和大数据分析等在制造业中的应用。
4.2 工业互联网：阐述工业互联网的基本原理和架构，包括设备互联、数据共享和远程监控等技术，以及工业互联网在生产优化和资源管理中的应用。
4.3 智能制造与工业互联网的挑战与前景：介绍智能制造与工业互联网面临的挑战，以及其在提高生产效率和降低成本方面的前景。
学科前沿讲座--自动化专业介绍
自动化专业的特点
控制科学与工程学科的特点 一门多学科交叉的高技术学科 自动化应用的特点 宽、广，几乎无所不包，伴随其它技术发展， 越来越广 学自动化专业的特点 需要学的知识多，并要求扎实 在工科学生中，自动化需要的数学知识最多 自动化的计算机要求仅次于计算机专业
自动化专业的特点
多学科交叉、内涵丰富、外延宽广。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； 特别需要从工程实际问题中抽象出系统问题 的分析与综合能力，特别需要综合集成解决 系统问题的能力。有利于培养“将才”与 “帅才”。
学科前沿系列讲座 （一）
自动化学院 陈庆伟教授
课程介绍
开课目的 教学安排 教学要求 考核要求
课程介绍
开课目的 通过开设系列学科前沿讲座，介绍本 学科的前沿发展动态和热点技术 开拓同学们的视野，为专业课程学习 提供相关的资料 培养专业素养，激发专业学习的兴趣
课程介绍
教学安排 共2个学分，第三、第五学期1学分。 本次共6次课。 第一次：介绍自动化专业的概貌 第二次：介绍典型的自动化系统 第三次：流程工业自动化 第四次：机器人技术 第五次：空中机器人 第六次：群体机器人
自动化专业的特点
符合厚基础、宽口径专业设立的要求； 符合淡化机、电等单机概念，突出含机、含电的系统 概念； 符合淡化“行业性的专业”，突出“跨行业的专业” 的理念，具有中国特色。
自动化的应用领域
工业自动化 自动机器 自动生产线 无人车间 无人工厂
Intelligence and human-machine interface
自动化专业介绍
自动化专业介绍自动化专业是一门涉及机械、电子、计算机等多个学科的综合性学科，旨在培养具备自动控制系统设计、开辟和应用能力的高级工程技术人材。
本文将详细介绍自动化专业的相关内容，包括专业背景、培养目标、课程设置、就业前景等方面。
1. 专业背景自动化专业起源于20世纪50年代，随着科学技术的发展和工业自动化的迅速推进，自动化专业逐渐成为重要的学科领域。
自动化专业涉及的知识包括自动控制理论、传感器与执行器、控制系统设计与实现、工业机器人、人工智能等。
2. 培养目标自动化专业的培养目标是培养具备自动化技术应用与开辟能力的高级工程技术人材。
毕业生应具备以下能力：- 掌握自动控制理论与方法，能够设计、分析和调试自动控制系统；- 熟悉传感器与执行器的原理与应用，能够选择合适的传感器与执行器，并进行系统集成；- 具备工业机器人的基础知识与技能，能够进行机器人系统的设计与编程；- 熟悉人工智能技术，能够应用人工智能算法解决实际问题；- 具备良好的团队合作能力和创新能力。
3. 课程设置自动化专业的课程设置主要包括以下几个方面：- 基础课程：数学、物理、电路与电子技术等；- 专业核心课程：自动控制原理、传感器与执行器、控制系统设计、工业机器人原理与应用、人工智能基础等；- 专业选修课程：工业自动化、过程控制、智能控制、自动化仪表与检测、自动化系统仿真等；- 实践环节：包括实验课程、实习和毕业设计等，旨在培养学生动手能力和实际应用能力。
4. 就业前景自动化专业毕业生在工业自动化、机器人技术、智能创造、自动化仪表与检测等领域具有广泛的就业前景。
毕业生可从事自动化系统设计与开辟、控制工程师、机器人工程师、智能创造工程师、自动化仪表与检测工程师等职业。
随着工业4.0时代的到来，自动化专业的就业前景更加广阔。
5. 实践与创新自动化专业注重实践与创新能力的培养。
学生在校期间将参预各类实践项目，如自动控制系统设计、机器人竞赛、智能创造实验等。