自动化专业介绍1
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复杂工业、复杂工业过程和航天技术的自动控制问题，都是多变量控 制系统的分析和综合问题，迫切需要加以解决。但经典的控制理论的直接 应用遇到了困难。20世纪70年代微处理机的出现对实现各种复杂的控制 任务起了重大的推动作用。
现代控制理论的形成和发展：1956年，前苏联数学家庞特里亚金提出 极大值原理，同年美国数学家R、贝尔曼创立动态规划。两者为解决最优 控制问题提供了理论工具。1960年美国数学家R、卡尔曼提出能控性和能 观性两个概念，揭示了系统的内在属性。以上标志着现代控制理论的诞生， 并得以迅速发展，形成了多个重要分支：系统辩识、自适应控制和自校正 控制器、遥测、遥控和遥感、综合自动化、大系统理论、模式识别和人工 智能、智能控制。
（2）自动调节系统的稳定性问题：自动调节器和被控制对象组成自动调节系 统，当时人们发现系统的被控制量忽高忽低，即发生振荡（不稳定），这使得一 些科学家从理论上来加以研究，公元1877年英国数学家E。劳斯、1895年德国数 学家A。胡尔维茨提出代数稳定判据，沿用到现在。公元1892年俄国数学家A。 李雅普诺夫提出稳定性的严格数学定义并发表了专著。他的稳定性理论至今还是 研究分析线性和非线性系统稳定性的重要方法。
古代人类在长期的生产和生活中，为了减轻自己的劳动，逐渐利 用自然界的动力（风力、水力等）代替人力、畜力，以及用自动装置 代替人的部分繁重的脑力活动和体力活动。
例如：古代，公元前14至公元前11世纪，中国和巴比伦出现了自 动计时装置—刻漏等，近代，俄国机械师波尔祖诺夫于公元1765年 发明了蒸汽锅炉水位保持恒定，用的浮子式阀门水位调节器。
自动化专业概述
刘淮霞
自动化顾名思义，就是自动化技术在工农业生产、交通运输、国防建 设和航空、航天等方面的应用。自动化技术自上世纪30年代以来，取得了 惊人的成就，已在工农业生产和国民经济各行业中起着关键的作用，自动 化水平的高低已成为衡量各行各业和各国家现代化水平的一个重要标志， 自动化专业就是要学习自动化技术，并把它应用到实际的系统中去。
大家将在四年里，除了学习一些基础课（如高等数学、大学英语、 大学物理）等，还将主要学习电路原理、电子技术基础、微机原理、自 动控制原理、信号与系统、单片机及接口技术、仪表与过程控制、电机 控制、计算机控制等课程。
二、自动化的发展简史
控制和自动化技术的发展经历了四个历史时期。
1. 自动装置的出现和应用（18世纪以前）
（2）局部自动化的广泛应用：第二次世界大战后，在工业上已广泛应用PID 调节器，并用电子模拟计算机来设计自动控制系统。当时在工百度文库上实现局部自动 化，即单个过程或单个机器的自动化。当时的PID调节器是电动的或气动的、液 压的。在20世纪30~40年代出现了统一信号的、通用的、标准的气动单元组合仪 表。20世纪50年代研制出了电动单元组合仪表。这些为工业自动化提供了必不可 少的技术工具，并使得构成和设计自动控制系统更简便、更工程化了。
（3）反馈控制和频率法：进入20世纪以后，工业生产中广泛应用各种自动 调节装置，促进了对调节系统的分析和综合的研究。通过在解决电子管放大器失 真问题上的研究，1927年美国电气工程师H。布莱克（Black）引入的反馈概念， 使人们对自动调节系统中反馈控制的结构有了更深刻的认识。此后在拉普拉斯变 换的基础上，传递函数的观念被引入到分析自动调节系统或元件上，成为重要工 具。1932年美国电信工程师N。奈奎斯特提出著名的稳定判据，可以根据开环传 递函数判定闭环反馈系统的稳定性。以上标志着经典控制理论的诞生。
2. 自动化技术形成时期（18世纪末至20世纪30年代）
公元1788年英国机械师J. Watt（瓦特）发明离心式调速器，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调速系统，这项发明对 第一次工业革命和控制理论后来的发展有重要影响。
（1）自动调节的广泛应用：由于第一次工业革命的需要，人们开始采用自动 调节器或装置，使一些物理量保持在给定值附近。公元1868年法国工程师J。法 尔科发明反馈调节器，并把它与蒸汽阀连接起来，操作蒸汽船的舵，他称之为伺 服机构。到了20世纪20~30年代，美国开始采用PID调节器，这是一种模拟式调 节器，现在还在许多工厂中使用。
我国高等院校自动化专业的培养目标：培养适合社会主义现代化建设
需要，德智体全面发展，在控制理论、控制系统、生产过程自动化、人工 智能与机器人控制等领域具有宽广理论基础和相关专门知识，具有创新和 开拓精神的高级工程技术人才。毕业生能在国民经济及国防各部门和行业 从事控制系统的研究、设计、集成、开发、制造和应用等工作。
（3）电子数字计算机的发明：电子数字计算机的发明，为20世纪60~70年代 开始的在控制系统广泛应用程序控制和逻辑控制以及应用数字计算机直接控制生 产过程，奠定了基础。目前小型计算机或单片计算机已成为复杂自动控制系统的 一个组成部分，以实现复杂的控制和算法。
4. 综合自动化时期（20世纪50年代末起至今）
3. 局部自动化时期（20世纪40~50年代）
（1）经典控制理论的形成和发展：在前述代数稳定判据和传递函数、依据频 率响应的频率法判据的基础上加上W。埃文斯1948年的根轨迹法，奠定了经典控 制理论的基础。第二次世界大战后工业迅速发展，随着高速飞行、核反应堆、大 电力网和大化工厂提出的新控制问题：非线性系统、时滞系统、脉冲及采样控制 系统、时变系统、分布参数系统和有随机信号输入的系统的控制问题等的深入研 究，经典控制理论在20世纪50年代有了新的发展。
一、自动化专业介绍 二、自动化的发展简史 三、自动控制与自动化技术的应用范畴 四、自动化专业所开设的专业课程
一、自动化专业介绍
自动化专业是面向系统、软硬兼顾、注重应用的宽口径专业。培养 具备电工技术、电子技术、自动控制理论、自动检测与仪表、信息处理、 系统工程、计算机技术与应用和计算机网络技术等较宽领域的工程技术 基础和专业知识的高级技术人员。学生毕业后，可在各行各业的运动控 制、过程控制、电力电子技术、检测与自动化仪表、计算机控制等领域 从事系统分析、系统设计、系统运行、科技开发及研究等方面的工作。
现代控制理论的形成和发展：1956年，前苏联数学家庞特里亚金提出 极大值原理，同年美国数学家R、贝尔曼创立动态规划。两者为解决最优 控制问题提供了理论工具。1960年美国数学家R、卡尔曼提出能控性和能 观性两个概念，揭示了系统的内在属性。以上标志着现代控制理论的诞生， 并得以迅速发展，形成了多个重要分支：系统辩识、自适应控制和自校正 控制器、遥测、遥控和遥感、综合自动化、大系统理论、模式识别和人工 智能、智能控制。
（2）自动调节系统的稳定性问题：自动调节器和被控制对象组成自动调节系 统，当时人们发现系统的被控制量忽高忽低，即发生振荡（不稳定），这使得一 些科学家从理论上来加以研究，公元1877年英国数学家E。劳斯、1895年德国数 学家A。胡尔维茨提出代数稳定判据，沿用到现在。公元1892年俄国数学家A。 李雅普诺夫提出稳定性的严格数学定义并发表了专著。他的稳定性理论至今还是 研究分析线性和非线性系统稳定性的重要方法。
古代人类在长期的生产和生活中，为了减轻自己的劳动，逐渐利 用自然界的动力（风力、水力等）代替人力、畜力，以及用自动装置 代替人的部分繁重的脑力活动和体力活动。
例如：古代，公元前14至公元前11世纪，中国和巴比伦出现了自 动计时装置—刻漏等，近代，俄国机械师波尔祖诺夫于公元1765年 发明了蒸汽锅炉水位保持恒定，用的浮子式阀门水位调节器。
自动化专业概述
刘淮霞
自动化顾名思义，就是自动化技术在工农业生产、交通运输、国防建 设和航空、航天等方面的应用。自动化技术自上世纪30年代以来，取得了 惊人的成就，已在工农业生产和国民经济各行业中起着关键的作用，自动 化水平的高低已成为衡量各行各业和各国家现代化水平的一个重要标志， 自动化专业就是要学习自动化技术，并把它应用到实际的系统中去。
大家将在四年里，除了学习一些基础课（如高等数学、大学英语、 大学物理）等，还将主要学习电路原理、电子技术基础、微机原理、自 动控制原理、信号与系统、单片机及接口技术、仪表与过程控制、电机 控制、计算机控制等课程。
二、自动化的发展简史
控制和自动化技术的发展经历了四个历史时期。
1. 自动装置的出现和应用（18世纪以前）
（2）局部自动化的广泛应用：第二次世界大战后，在工业上已广泛应用PID 调节器，并用电子模拟计算机来设计自动控制系统。当时在工百度文库上实现局部自动 化，即单个过程或单个机器的自动化。当时的PID调节器是电动的或气动的、液 压的。在20世纪30~40年代出现了统一信号的、通用的、标准的气动单元组合仪 表。20世纪50年代研制出了电动单元组合仪表。这些为工业自动化提供了必不可 少的技术工具，并使得构成和设计自动控制系统更简便、更工程化了。
（3）反馈控制和频率法：进入20世纪以后，工业生产中广泛应用各种自动 调节装置，促进了对调节系统的分析和综合的研究。通过在解决电子管放大器失 真问题上的研究，1927年美国电气工程师H。布莱克（Black）引入的反馈概念， 使人们对自动调节系统中反馈控制的结构有了更深刻的认识。此后在拉普拉斯变 换的基础上，传递函数的观念被引入到分析自动调节系统或元件上，成为重要工 具。1932年美国电信工程师N。奈奎斯特提出著名的稳定判据，可以根据开环传 递函数判定闭环反馈系统的稳定性。以上标志着经典控制理论的诞生。
2. 自动化技术形成时期（18世纪末至20世纪30年代）
公元1788年英国机械师J. Watt（瓦特）发明离心式调速器，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调速系统，这项发明对 第一次工业革命和控制理论后来的发展有重要影响。
（1）自动调节的广泛应用：由于第一次工业革命的需要，人们开始采用自动 调节器或装置，使一些物理量保持在给定值附近。公元1868年法国工程师J。法 尔科发明反馈调节器，并把它与蒸汽阀连接起来，操作蒸汽船的舵，他称之为伺 服机构。到了20世纪20~30年代，美国开始采用PID调节器，这是一种模拟式调 节器，现在还在许多工厂中使用。
我国高等院校自动化专业的培养目标：培养适合社会主义现代化建设
需要，德智体全面发展，在控制理论、控制系统、生产过程自动化、人工 智能与机器人控制等领域具有宽广理论基础和相关专门知识，具有创新和 开拓精神的高级工程技术人才。毕业生能在国民经济及国防各部门和行业 从事控制系统的研究、设计、集成、开发、制造和应用等工作。
（3）电子数字计算机的发明：电子数字计算机的发明，为20世纪60~70年代 开始的在控制系统广泛应用程序控制和逻辑控制以及应用数字计算机直接控制生 产过程，奠定了基础。目前小型计算机或单片计算机已成为复杂自动控制系统的 一个组成部分，以实现复杂的控制和算法。
4. 综合自动化时期（20世纪50年代末起至今）
3. 局部自动化时期（20世纪40~50年代）
（1）经典控制理论的形成和发展：在前述代数稳定判据和传递函数、依据频 率响应的频率法判据的基础上加上W。埃文斯1948年的根轨迹法，奠定了经典控 制理论的基础。第二次世界大战后工业迅速发展，随着高速飞行、核反应堆、大 电力网和大化工厂提出的新控制问题：非线性系统、时滞系统、脉冲及采样控制 系统、时变系统、分布参数系统和有随机信号输入的系统的控制问题等的深入研 究，经典控制理论在20世纪50年代有了新的发展。
一、自动化专业介绍 二、自动化的发展简史 三、自动控制与自动化技术的应用范畴 四、自动化专业所开设的专业课程
一、自动化专业介绍
自动化专业是面向系统、软硬兼顾、注重应用的宽口径专业。培养 具备电工技术、电子技术、自动控制理论、自动检测与仪表、信息处理、 系统工程、计算机技术与应用和计算机网络技术等较宽领域的工程技术 基础和专业知识的高级技术人员。学生毕业后，可在各行各业的运动控 制、过程控制、电力电子技术、检测与自动化仪表、计算机控制等领域 从事系统分析、系统设计、系统运行、科技开发及研究等方面的工作。