自动控制发展历程、自动化专业发展趋势及就业分析

自动控制发展历程、自动化专业发展趋势和就业分析一、自动控制的发展历程什么是自动控制？自动控制是机器或装置在无人干预的情况自动进行操作，当前的自动控制一般均是反馈控制。

围绕工业技术的需要产生和发展的。

18世纪瓦特发明了蒸汽机，1788年瓦特为了解决蒸汽机的速度控制问题，他采用用了离心调速器，命名为瓦特离心调速器，是自动控制在工业上的第一次应用，这之后100年内，工业控制调节器只有离心调节器。

1927年8月20日，布莱克为了解决电子管放大时，首次引入负反馈放大器。

20世纪40年代，一些科学家为了解决火炮控制，飞机导航控制问题，逐步形成分析设计控制理论。

20世纪50年代，大量工程的实践，尤其其是航天技术的发展，促成现代控制理论的诞生。

20世纪，出现了飞机，sperry发明了陀螺，想办法把陀螺做成一个自动驾驶仪，能够镇定飞机的。

1925-1940，火炮火力控制采用人工伺服，有三个控制，一个控制方位角，高低角，引信（定时），通过指挥仪算出炮弹打中目标的方位时间等。

贝尔实验室一个叫Parkinson （帕金森）年轻人，29岁，一般技术人员，他的工作是负责记录仪的，，当时的贝尔公司是做频率特性的，需要按照对数频率变化的一个信号，他按照对数特性专门绕了电位计，完了让记录笔跟着电位计走，实际上就是小型的记录仪。

1940年一个晚上做了一个梦，在所有正式文件里都承认，梦见自己站在高炮阵地上，阵地上的高炮打飞机，精确打中飞机，Parkinson走近一看，火炮轴上装的就是他研制的电位计，他得了灵感。

用电位计控制火炮。

因而Parkinson的梦对自动化技术起了很大的作用。

硬盘驱动系统就是一个伺服系统，高精度伺服系统，高速旋转的时候，定位精度一个微米，高速旋转的时候气流干扰是很大的，要求高精度，利润产量都很大。

40-50年代尼可尔斯用麻雀理工学院唯一一台微分分析仪（模拟机）做出PID整定表，PID整定表用了50年仍可用，，编了一本书《伺服系统理论》。

1954年钱学森写的《工程控制论》。

50年经典控制理论，60年状态空间法，70年代现代频域法。

针对现代现代频域法中没有提出鲁棒性问题。

80年代针对系统的不确定提出鲁棒控制问题。

由于社会的发展和需要，自动控制技术和自动控制理论应运而生了。

二、自动化专业教育发展状况自动化专业是教育部确定的七个电气信息类专业之一。

本专业培养具备坚实的电气信息学科的基本理论知识，能在电气工程、自动化过程装置、计算机控制系统等领域从事自动化信息控制系统的研究、设计、运行及管理等方面的高级工程技术人才。

自动化专业教育是伴随着自动化技术在社会生产、生活中的广泛应用而兴起的。

它主要研究自动控制的原理和方法，自动化单元技术和集成技术及其在各类控制系统中的应用。

在这一领域，美国处于世界领先水平。

由于自动化技术的广泛应用，社会对这一专业的人才需求也大为增加，为了适应这一形势，美国的大学及时地把这一专业的教育引进了课堂。

因为这一专业技能的适用性，这很快引起了青年学生浓厚的兴趣，这为以后美国在这一领域的迅速发展并遥遥领先于他国奠定了雄厚的人才基础。

我国在这一技术领域内的研究也比较早，但真正作为一门专业教育走进大学的课堂较之国外就比较晚了。

我国的自动化专业最早源于1952年全国高校大调整时第一批设立的专业——工业企业电气化专业。

当时，苏联援助我国兴建156个大型工业企业，急需电气自动化方面的工程技术人才，而培养这类专业技术人才，很符合当时以及随后我国工业建设的需要。

20世纪50年代，新中国刚成立，百废待兴，学习苏联组建高等教育体制，细分专业。

于是，分别对应着国家工业建设中的自动化与国防、军事建设中的自动控制，先后建立了“工业企业电气化”专业与“自动控制”专业（当时在不少学校，“自动控制”专业是保密专业）。

前者经过多次专业名称的演变，逐步发展成为“偏重应用、偏重强电”的自动化专业；而后者保持专业名称“自动控制”基本不变（在早期也有称为“自动学与远动学”、“自动控制系统”专业的），逐步发展成为“偏重理论、偏重弱电”的自动化专业。

到了60年代，专业名称改为“工业电气化及自动化”，70年代末恢复招生时又改为“工业电气自动化”专业。

这不只是专业名称上的变化，而是有其深刻内涵的，它反映了我国工业从“电气化”一步一步向“自动化”迈进的那段真实历史与发展趋势，反映了我国自动化专业如何急国家所急、为国家经济建设服务的那段真实历史与发展总方向。

1993年，在历经4年之久的全国第三次本科专业目录修订工作后，国家教委颁布了称之为“体系完整、比较科学合理、统一规范”的“普通高等学校本科专业目录”。

将“工业电气自动化”和“生产过程自动化”两个专业合并成立属于电工类的“工业自动化”专业，并由当时的机械工业部归口管理成立高等学校工业自动化教学指导分委员会，负责全国“工业自动化”专业的教学指导工作；与此同时，“自动控制”专业则被归属到电子信息类，并由当时的电子工业部归口管理成立高等学校自动控制教学指导分委员会，负责全国“自动控制”专业的教学指导工作。

经这次专业调整，进一步明确了“工业自动化”专业与“自动控制”专业的“强弱电并重、软硬件兼顾、控制理论和实际系统相结合，面向运动控制、过程控制和其他对象控制”的共同特点与培养目标，也基本确定了“工业自动化”专业偏重强电、偏重应用，“自动控制”专业偏重弱电、偏重理论的专业特点与分工格局。

1995年，国家教委颁布了“（高等学校）工科本科引导性专业目录”，将电工类的“工业自动化”专业与原电子信息类的“自动控制”专业合并为新电子信息类的“自动化”专业。

由于这是引导性专业目录，不属于强制执行，再加上将“工业自动化”这一强弱电并重的专业“并入”属于弱电专业类的电子信息类不利于专业的发展，因而许多学校仍然保持“工业自动化”专业与“自动控制”专业并存的局面。

1998年，为适应国家经济建设对宽口径人才培养的需要，进一步合并专业，与国际“通才”教育接轨，国家教育部公布了经第四次修订的最新“普通高等学校本科专业目录”。

在沿用至今的该目录中，专业总数从第三次修订后的504种大幅度地减少到了249种，将原目录中属于强电专业类的电工类与属于弱电专业类的电子信息类合并为强弱电合一的电气信息类，同时将原属于电工类的“工业自动化”专业与属于电子信息类的“自动控制”专业正式合并，再加上“液压传动与控制”专业（部分）、“电气技术”专业（部分）与“飞行器制导与控制”专业（部分），组成新的（强制执行的）属于电气信息类的“自动化”专业。

据统计，到目前为止全国已有80%高校设立业。

如果把以自动化作为其专业名称一部分的专业（如“电气工程及其自动化”、“机械设计制造及其自动化”、“农业机械化及其自动化”等专业）包括在内，自动化专业无疑已是我国最庞大的专业了。

改革开放后，迎着第四次新科技革命的浪潮，自动化专业教育得到了长足的发展。

除原先已经开设与此相关专业的高等院校外，另有一大批高校如北京邮电大学、北京航空航天大学、东南大学、南京大学等都增设有此专业。

据统计目前开设有自动化专业教育的学校已占全国高等院校的90%还多，因为其广泛的适用性和社会对这一专业人才的广泛需求，它受到了越来越多的人的青睐。

一般的院校每年都以100—300人的招生量广纳贤人，有的高校甚至还要多，学历层次也由专科、本科到硕士、博士不等，形成了梯级人才培养的教育模式。

近些年，在这一领域涌现出许多著名的教授、专家，师资力量大为增强，例如清华大学自动化系的吴澄教授在系统集成技术方面的造诣很深，陈禹六、熊光楞、杨家本、杨士元、萧德云教授等在各自的研究领域成果颇丰，同济大学的吴启迪教授长期从事现代控制理论与应用，自动化系统工程和计算机集成制造系统及智能自动化系统的理论与应用研究。

东南大学自动控制系和自动化研究所拥有以钱钟韩教授、冯纯佰教授两位中科院院士为首的高水平学科带头人。

这些优秀的学者、专家为我国新时期高科技的发展作出了卓越的贡献。

展望新的世纪，随着信息革命的兴起和新经济的冲击，自动化专业教育必然会受到世界各国的更加重视。

因为这一技术已从办公自动化、工业自动化逐渐向家庭自动化发展，它与普通民众的日常生活发生了千丝万缕的联系，更进一步的发展势在必然。

我国在进入90年代以后，随着社会主义市场经济的搞活和对外开放政策的深入，社会对自动化专业人才的需求日益扩大，并连续几年出现供不应求的状况（近几年此专业毕业生的供需比为1∶10还强）。

随着外国一些大型企业进入国内市场，本国的一些知名企业也将走向世界，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。

三、我国自动化专业的特点我国自动化专业的发展是伴随着我国经济与国防建设需要产生的，我国的自动化专业一步一步从最初的突出电气化、到电气化与自动化并重、再到突出自动化发展过来的，具有明显的中国特色、中国创新。

在发展过程中，还逐步形成了我国自动化专业一些鲜明的特点，主要有：（1）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；（2）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；（3）突出系统与集成的思想、方法，有利于培养“将才”与“帅才”。

下面就来分别对此作扼要的展开介绍。

3.1多学科交叉的特点——利于培养宽口径人才众所周知，自动化是当代高技术的集中体现与应用，自动化学科是一门多学科交叉的高技术学科，不仅覆盖的面非常宽广，而且在自动化学科的结构体系中，还包含了其他学科的一些交叉分支。

为了适应自动化学科内涵丰富、外延宽广、综合交叉性的学科特点，要求自动化学科与专业的基础和知识面要宽、要扎实，这无疑有利于培养宽口径、多面手、综合复合型人才，符合当前淡化专业、开展通才教育的教育改革方向，同时也使得自动化专业的学生需要学习的知识要明显得多（也使制订合适的教学计划的难度要大得多）。

正如从事自动化专业教学工作的老师们常说的，在所有学工的学生中，学自动化需要的数学知识最多，需要的计算机知识仅次于计算机专业。

由于自动化专业学生需要学习的知识多、基础和知识面宽，从而毕业生工作的适应面宽，且工作易取得成功，因而长期以来一直是招生人数多和毕业生受用人单位欢迎的专业之一。

3.2突出的方法论特点——利于培养创新人才在自动化科学的产生与发展过程中，出现了许多重要的科学方法与科学思想，不仅对自动化科学与技术的发展起了极其重要的推动作用，使自动化学科成为最具方法论性质的学科之一，而且也对其它技术学科以及自然科学、管理科学乃至哲学的发展都做出了贡献。

1）源于自动化科学、具有方法论性质的一些常用方法有：（1）反馈的方法——利用偏差进行控制的方法;（2）黑箱的方法——考察输入和输出特性从整体上把握系统的方法;（3）功能模拟方法——不考虑具体形态，只考虑不同系统在行为功能上的等效性与相似性;（4）系统的方法——从系统与其组成部分以及系统与环境的相互作用中，综合地考察对象，以达到最优的处理问题的方法。