电气工程与自动化专业概论

电气工程与自动化专业的设置结构及其沿革
1）电气信息类（电类）专业设置
1993年本科专业目录：
电 电机电器及其控制*
工 类
电力系统及其自动化*Biblioteka Baidu
（ 高电压与绝缘技术 强
电 电气技术*
） 工业自动化*
电 （5个专业）
子 与
自动控制
信 应用电子技术
息 通信工程
类 （
………
弱
电 计算机及应用
） （14个专业）
电气工程与自动化专业概论
路漫漫其悠远
少壮不努力，老大徒悲伤
课程主要内容
➢ 电气工程与自动化大类专业的结构及其沿革
（包括: 电气工程及其自动化 和 自动化 两个专业）
➢ 自动化专业概论
一、自动化的概念 二、自动化的研究内容 三、自动化的作用 四、自动化专业的特点 五、控制和自动化技术发展简史 六、控制与自动化技术的应用范畴 结束 七、控制科学和自动化技术的展望
对象，实现被控量达到所希望的目标 ➢ 执行环节：按控制环节的控制决策，具体实施对控制对象的
操作
自动化基本设备
➢ 传感器：信息获取 ➢ 信号转换与传输网络：信息传输 ➢ 控制器：信息处理 ➢ 执行器：信息应用
二、自动化的研究内容
有自动控制和信号处理两个方面，包括理论、 方法、应用硬件和软件等。
从应用观点来看，研究内容有：
一个典型的自动控制系统由下列基本部分组成：
➢ 被控对象：控制系统所要控制的设备或过程 ➢ 给定环节： 产生给定输入信号的环节 ➢ 测量环节： 随时将被控制量检测出来的装置 ➢ 比较环节：其功能是将给定的输入信号（被控制量的希望值）
与测量环节得到的被控制量实际值加以比较 ➢ 控制环节：它的功能是根据偏差信号，决策如何去操作被控
电气工程与自动化
14
14
（按引导性专业目录）
3）研究生的对应学科专业
电
一级学科
气
工
程
及
电气工程 * ☆
其
自
动
化
二级学科 电机与电器 电力系统及其自动化 电力电子与电力传动 电工理论与新技术 高电压与绝缘技术
控制理论与控制工程
自
模式识别与智能系统
动
控制科学与工程 * 检测技术与自动化装置
化
系统工程
导航、制导与控制
电机电器及其控制
20
高电压与绝缘技术
6
电力系统及其自动化
37
电气技术
55
工业自动化
157
自动控制
40
1999年以来全国高校相关的专业设置情况（按98年专业目录）
1999年 电气工程及其自动化 109
自动化
182
2001年 149
197
2006年 196
372
2008年 200多（按基本专
405 业目录）
➢自动控制系统则是指能够实现“自动化”任务的设备， 它是人造系统，而且是工程技术领域的人造系统。自动 控制系统通常由控制部分和控制对象组成。
开环控制与闭环控制
开环控制和闭环控制是按信号的传递路径来区分的 两种不同的控制形式。
1. 开环控制
水箱液位开环控制
2.闭环系统
自动控制最 基本的形式， 将被控量测量 出来，反馈至 控制系统的输 入端与给定信 号进行比较得 出偏差信号， 然后根据偏差 水箱液位闭环自动控制 对被控对象实 施有效控制， 达到消除或减 少偏差的目的。
一、自动化的概念
什么是自动化？ 水温的控制:
水温的手动控制
水温的自动控制
现代社会和现代生活 离不开对一些物理量的控制， 包括实现对这种控制的自动化。
例如：公共电网上的电压是50赫兹、220伏的交流电。 为此，在发电厂就要设法控制频率、电压这两物理量为 恒值，这要采用自动调频和自动调压装置。
在工业生产中，如在化肥厂控制反应釜（塔）内温度 和压力，使化学反应速度加快。在机械加工厂金属切削 机床上，经常是控制工件或刀具的转速，使产品的质量、 产量能提高。而各种现代火炮的俯仰角和方位角都是自 动控制的。
1998年本科基本专业 目录（电气信息类）：
电气工程及其自动化 （以强电为主的专业）
自动化 （强、弱电结合的专业）
电子信息工程 通信工程 电子科学与技术 计算机科学与技术
（弱电专业）
1998年本科 引导性专业目录：
电气工程与自动化 （大类专业）
信息工程
2）专业分布状况
1994年全国高校相关的专业设置情况（按93年专业目录）
甚至：农业工程及其自动化
交通运输自动化
自动化是一个国家或社会现代化水平的重要标志 。
三、自 动 化 的 作 用
1. 自动化在工业化进程中的作用和地位
工业化的标志是“现代工业”在国民经济中占主要地位。 “现代工业”本身是一个发展的概念，世界范围的工业化进 程大致可分为顺序发展的三个阶段：机械化、电气化、自动 化
在自动化的机电系统中进一步使用数字计算 机——计算机化；
➢ 再进一步联网——网络化； ➢ 继而引入系统与管理——系统化或集成化，
从而构成计算机集成制造系统CIMS与计算机 集成过程系统CIPS，成为更先进的自动化系统。
过程工业自动化
电力系统自动化
机械制造自动化
武器及军事自动化
自动化指挥系统
智能建筑自动化
智能交通系统
公路智能系统
办公室自动化和家庭自动化
人工智能与机器人控制等等。
自动化的研究内容宽广，并且越来越宽广。 自动化是一门名副其实的多学科交叉学科。
其它学科向自动化扩展 机械工程及其自动化
电气工程及其自动化 动力工程及其自动化
➢所谓“自动”的，即没有人或很少人直接参与； ➢虽然没有或不需要人，但肯定应按人的要求去做。
自动化是指设备、过程或系统，在没有人或较少人的 参与下，按照人的要求，通过自动运行或自动控制，完 成其承担的任务。
➢ 自动化作为一种行为和一种状态，它是通过自动控制 系统实现的。
➢系统是由相互作用、相互联系的若干个组成部分结合 而成的具有特定功能的整体。
现代生活中，空调器保持室内温度、卫生洁具水箱 的水位保持为恒值。其它如冰箱、洗衣机无不进行一些 物理量的控制，而洗衣机更把洗衣、漂洗和脱水等操作 自动按程序进行。
防空导弹制导控制系统
1-目标跟踪雷达 3-计算机控制系统
2-导弹导引雷达 4-导弹发射架
自动导弹
测试与 发射控制
自动化的概念
自动化包含了两层基本意思：
自动化是新型工业化的最重要标志。
2. 自动化在信息化进程中的作用和地位
对工业，尤其是制造业来说，如仅从信息技术发 展与应用的角度，到目前为止，“信息化”发展也可 分为三个阶段顺序为：计算机化（或称为数字化）、 网络化、系统化（或称为集成化）
对工业，尤其是对制造业来说，信息化就是：
➢ 在机械化、电气化与开始实施自动化之后，