自动化专业(学科)概论
自动化概论PPT课件(38页)精选全文
自动控制理论的经典著作
控制系统的一种自然模型
控制器(计算机) 大脑 控制理论 思想、智能 传感器 感觉器官 执行器 肌肉 能量 食物
更好的执行器 提供更好的体能
更好的传感器 提供更好的视觉
更好的控制 使传感器和执行器的组合以更智能的方式提供更灵巧 的作用
自然模型
自动化技术的发展
检测、计算、通信、执行和复杂性技术成本/性能曲线
机械化（应用机器系统） 电气化（加入电机、网络） 自动化（加入自动控制器） 数字化（应用数字计算机） 网络化（实现计算机网络） 先进自动化（系统、管理） 智能化（引入智能） 知识化（处理知识）
工业化 信息化 知识化
社 会 总 发 展
嫦娥一号 中国自主研制、发射的第一个月球探测器
北京现代汽车车身车间焊接机器人
清华大学提出的电力系统的混成控制
离散逻辑控制指令～连续动态
底层（动态电力系统） 电厂、变电站&FACTS设备
电力 系统 混成 控制
中间处理与操作层 Processing & Operating
最高决策与指挥层 Decision–making & Commanding
小结
自动化是一个发展充分、工程概念强、内容丰富、应用领域广泛的技术学科，是人类文明进步和社会现代化的标志。 自动化是信息化的必然，是智能化的基础，是人类体能和智力扩展的关键技术，是从信息社会迈向知识社会的必经之路。 自动化专业培育高素质的控制、管理、决策人才，要求：理论与实践（抽象思维与动手，数学方程与物理概念）、硬件与软件、强电与弱电并重
中间层信息
控制指令 (事件驱动)
Data
底层设备的反馈控制
操作命令
底层信息
自动化专业概论论文
南京工程学院自动化（专业）概论论文一、内容摘要：简要介绍自动化的概念和发展简史、自动控制系统的类型和组成、基本的控制方法、应用范畴和发展展望。
通过这篇论文能够激发我们大学生学习自动化专业知识的兴趣和热情。
二、关键词：自动化技术内涵教育发展应用学习方法Summary:Brief introduction to the concept of automation and development history, the type of automatic control systems and components, the basic control method, application areas and development prospects. Through this paper can stimulate our students to learn professional knowledge of automated interest and enthusiasm.Keywords:Automation technology Content Education Development Application Learning method三、前言：所谓自动化，是指机器或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再现人的智能活动。
自动化技术广泛用于工业、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。
采用自动化科学技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、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的功能，极大地提高劳动生产率，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。
四、内容：1、自动化技术的发展自动化技术的发展历史，大致可以划分为自动化技术形成、局部自动化和综合自动化三个时期。
自动化专业概论
自动化专业概论自动化专业属于电气信息类的一个专业，它是以自动控制理论为基础，以计算机技术、微电子技术、电力电子技术、传感器技术等现代科学技术为主要控制手段，组成各种自动化控制装置和系统，实现工业生产和社会生活自动化，是国民经济建设和人民生活急需的专业。
培养目标：本专业培养学生具备电工技术、电子技术、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网络技术等较宽广领域的工程技术基础和一定的专业知识，能在运动控制、工业过程控制、电力电子技术、检测与自动化仪表、电子与计算机技术、信息处理管理与决策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工作的高级工程技术人才。
主要课程：电路原理、电子技术基础、计算机原理及应用、计算机软件技术基础、过程工程基础、电机与电力拖动基础、电力电子技术、自动控制理论、信号与系统分析、过程检测及仪表、运筹学、计算机仿真、计算机网络、过程控制、运动控制、系统辨识基础、计算机控制系统、系统工程导论、人工智能导论等从目前的形势来看，自动化技术和电子计算机技术关系十分密切，相互渗透的趋势日益明显。
然而，从发展过程来看，自动化技术要早于计算机技术。
计算机技术大量出现之前，工业自动化技术已经大量应用在工业生产和电力系统控制等方面，实现了电力代替人力完成工业生产和电力系统的自动控制。
随着电子计算机技术突飞猛进的发展，自动化技术从根本上发生了深刻变化，并大量应用于人类生产和生活的各个角落，真正使人类进入了信息社会。
因此，自动化专业作为信息类学科的重要组成部分，二十年来是非常走俏的，尤其是最近几年，自动化和计算机、电子等信息类专业已成为高等院校工科专业中不争的龙头老大。
按照教育部划分标准，自动化专业主要涵盖以下５个学科方向：控制理论与控制工程、模式识别与智能系统、系统工程、检测技术与自动化装置、导航制导与控制。
1、控制理论与控制工程控制理论与控制工程是控制科学与工程一级学科的基础和核心。
自动化学科概论公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件
基础知识层 知识域： 数理基础
机电基础、计算机基础
第16页
知识体系由三层知识构成，包括十个知识领域： 基础知识层：三个知识领域，
数理基础、机电基础、计算机基础
控制知识层：含六个知识领域，分别为 传感与检测（或信息获取）、 网络与通信（或信息传播）、 计算与处理（或信息处理）、 控制与智能（或信息控制）、 执行与驱动（或信息应用）、 对象与建模；
知识域： 控制与智能
知识元： 控制理论 可靠性与容错 人工智能 人机控制等等
+
控制器
-
知识域： 执行与驱动
知识元： 机电汽液驱动 自动化仪表 光机电一体化 电力电子等等
知识域： 对象与建模
知识元： 建模、系统辨识 电机原理与传动 机械原理与结构 机器人原理等等
D/A 执行器 对 象
信号处理 A/D 传感器
① 长远目的：使每一位学生未来都能成为自动 化工程师或科学家；
② 近期目的：通过四年自动化专业教育培养， 使每一位学生都具备自动化工程师或科学 家基本素质、基本能力和基本完整知识结 构。
第32页
总要求
具 体 要求
知识要 工具性知识、人文社会科学基础知识、 求 自然科学基础知识、工程技术基础知
识、自动化专业知识。
物质、能量层
信息应用
物质对象
信息获取
第9页
⑶ 从数字量与模拟量角度 看负反馈闭环控制结构
计算机（控制）
+
控制器
D/A
-
信号处理 A/D
数字量
广义的被控对象
执行器 对 象
传感器
模拟量
第10页
⑷ 从子系统角度 来看基本负反馈闭环控制结构
及其等效图 广义控制器（广义执行器）
自动化专业概论范文
自动化专业概论范文自动化专业是近年来兴起的一门新兴学科，涵盖了机械、电子、计算机、信息等多个领域的知识与技术。
本文将对自动化专业进行概论，包括自动化的定义、自动化系统及其要素、自动化专业的发展和应用前景等方面进行介绍。
自动化可以简单地定义为利用先进的技术手段实现人机交互、机器自主决策和执行任务的一种方式。
它旨在提高生产效率、减少人力资源投入和提高产品质量。
自动化技术广泛应用于工业生产、交通运输、农业、医疗卫生等各个领域，对提高社会生产力和改善人类生活水平具有重要意义。
自动化系统是实现自动化的关键，它由传感器、执行器、控制器和决策器等要素组成。
传感器用于采集环境信息和物体状态，执行器用于实现动作控制，控制器用于对传感器信息进行处理和决策器用于制定行动方案。
这些要素通过信息传递和处理实现了系统的自动化运行。
自动化专业的发展离不开各个学科领域的支持。
机械设计与制造、电气工程、计算机科学和技术等学科为自动化专业提供了强大的基础。
机械设计与制造领域的发展为自动化提供了基础设施，电气工程的进步使得电子传感器和执行器的性能得到了提高，计算机科学的快速发展则为自动化系统提供了高性能的控制和决策能力。
随着自动化技术的不断进步和应用场景的扩大，自动化专业的发展和应用前景变得越来越广阔。
在工业领域，自动化技术可以实现生产线的智能化和自动化控制，提高生产效率和产品质量；在交通运输领域，自动化技术可以实现车辆的自主导航和自动驾驶，提高交通安全和节约能耗；在农业领域，自动化技术可以实现农田的无人化管理和精准农业，提高农产品质量和产量。
当然，自动化技术的广泛应用也带来了一些挑战和问题。
首先，自动化系统的设计和开发需要跨学科的合作，需要工程师们对多个领域的知识和技术进行融合和创新；其次，自动化系统的安全性和可靠性是一个重要的考量因素，特别是在涉及到人身安全和财产安全的场景中；最后，自动化技术的推广和普及需要大量的投入和支持，包括政策支持、人才培养和产业链的完善等。
自动化专业概论(自动化学科领域范畴)单元习题一与答案
一、单选题1、解耦控制对于（）的控制是比较有效的。
A.单变量系统B.开环控制系统C.闭环控制系统D.多变量系统正确答案：D2、目前为止，现场最好用的，应用最广的依然是（）控制算法A.模糊控制B.自适应控制C.预测控制D.PID正确答案：D3、一个控制系统总是由四部分组成（）执行器、被控对象、传感器。
A.给定值B.被调量C.控制器D.期望值正确答案：C4、（）的功能是将各种非电量按一定的规律转化成便于处理和传输的另外一种量。
A.控制器B.被控对象C.传感器D.执行器正确答案：C5、（）简称PLC。
A.现场总线控制系统B.可编程逻辑控制器C.顺序控制系统D.分散控制系统正确答案：B二、判断题1、自适应控制就是能自动地适时地调节系统本身的控制规律和参数以适应外界或内部引起的各种干扰及系统本身参数的变化，使系统运行在最佳状态。
正确答案：√2、控制器发生变化一般是指结构发生变化或者参数发生变化。
正确答案：√3、自校正自适应控制就是通过在线检测被控对象的数学模型，根据这个模型不断地整定控制器的参数。
正确答案：√4、模糊控制是一种典型智能控制算法。
正确答案：√5、模糊控制算法也是非线性控制算法。
正确答案：√三、填空题1、数学模型一般有3种形式，微分方程，差分方程和（）。
正确答案：传递函数2、试验建模通常有三种方法，（），最小二乘法，智能辨识方法。
正确答案：飞升曲线法3、衡量控制系统的三个品质指标（）、准确性、快速性。
正确答案：稳定性4、（）和实验建模是建模的两种常用方法。
正确答案：理论建模5、控制系统的（）描述的是系统输入和输出之间的动态关系。
正确答案：数学模型。
自动化学科概论--学生版-东南大学-自动化学院
物理专业
（硕士博士）
控制理论与控制工
理学类 数学专业
程（二级学科）
理科 （理工类）
。。。
自动化专业 （一级学科）
模式识别与智能系 统（二级学科）
检测技术与自动化
仪表（二级学科）
文科
工学类
计算机专业 通信专业
机械专业 电工专业 建筑专业
。。。
导航与制导(二级 学科）
二、自动化专业简介 2、自动化的研究内容
但光有计算机，能改变周围的一切吗？
二、自动化专业简介 4、自动化专业、学科的特点(续)
（II） 研究、应用特点
宽、广，几乎无所不包， 并且，伴随其它技术发展，越来越广。
二、自动化专业简介 4、自动化专业、学科的特点(续)
（III） 学自动化的特点 自动化专业基础面宽，
需要学的知识多，并要求扎实。 因此我们一直说：
二、自动化专业简介 3、自动化的作用与重要性(续)
所以讲：
自动化是当代高科技的集 中体现与应用。
智能机器人是当代高科技的 结晶。
——宋键
二、自动化专业简介 4、自动化专业、学科的特点
（I）学科特点
自动化学科是一门多学科交叉的高技术学科。 自动化学科是当代高技术的集中体现与应用。 —— 目前，离开计算机，自动化一事无成。
(1) 自动化的内涵与外延
日常生活中，较少听到”自动化”这个名词 更多听到的是：
这个设备(器具)是自动的、 自动控制的 或全自动的
二、自动化专业简介 2、自动化的研究内容（续）
日常生活中常见的：
*家庭： 全自动照相机、洗衣机、电饭煲 *银行： 自动取款机ATM
*交通： 自动控制的红绿灯、 火车上的自动烧开水机
自动化专业概论-23页文档资料
自动化的研究内容
有反馈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，研究内容有过程自动 化、机械制造自动化、武器及军事自动 化、办公室自动化和家庭自动化等。
主要工具：数学/计算机
[控制科学与工程]学科组成
自动控制 电气工程及其自动化 工业自动化 机械制造自动化 电力系统自动化
作业及考勤：20% 闭卷考试：80%
考核内容：
教材80% 补充20% 名词解释、判断题、问答题、论述题等
教材
200多家高校采用
万百五、韩崇昭、蔡远利： 《自动化（专业）概论》 武汉理工大学出版社， 2019年/2019年/2019年
有些内容初学者比较不易理解 适用于大学学习的整个过程 可以作为在校期间专业学习的导引
具有创新和开拓精神以及从事科学研究的基本素质。
如何将培养目标具体化、时代化
学科属性
科学（Science）是指对各种事实和现象进行观察、分 类、归纳、演绎、分析、推理、计算和实验，从而发 现规律，并对各种定量规律予以验证和公式化的知识 体系。科学的任务是揭示事物发展的客观规律，探求 真理，作为人们改造世界的指南。
④掌握控制系统分析和综合（设计）等专业知识和方法； ⑤掌握系统仿真、科学计算、软硬件开发等科学实验方
法和技术； ⑥有哲学、方法论、经济学、历史、法律、伦理、社会
学、文学、艺术等人文社会科学方面以及军事方面的 基本知识；
认知和技能素质要求
⑦具有良好的资料收集、文献检索以及口头表达 和书面写作等技巧和能力，并形成很强的自主 学习能力；
思想品质 树立了积极向上的人生观、正确的价值观和 辨证唯物主义世界观；
《自动化专业概论》读书笔记
《自动化专业概论》读书笔记自动化专业概论读书笔记引言概述：自动化专业是一门涉及电子、计算机科学、机械工程等多个学科的综合性学科。
它研究如何利用技术手段实现对机器、工艺过程或系统的自动控制和运行。
本文将从五个方面介绍自动化专业的基本概念、发展历程、应用领域、技术挑战和未来发展趋势。
一、自动化专业的基本概念1.1 自动化的定义自动化是指利用各种技术手段，通过传感器感知环境信息、通过控制器进行决策和执行动作，实现对机器、工艺过程或系统的自动控制和运行。
1.2 自动化系统的组成自动化系统主要由传感器、执行器、控制器和通信网络等组成。
传感器负责感知环境信息，执行器负责执行动作，控制器负责决策和控制，通信网络负责传输信息。
1.3 自动化技术的基础自动化技术的基础包括传感技术、控制技术、信息处理技术和通信技术。
传感技术用于感知环境信息，控制技术用于决策和控制，信息处理技术用于对数据进行处理和分析，通信技术用于传输信息。
二、自动化专业的发展历程2.1 自动化的起源自动化的起源可以追溯到工业革命时期。
当时人们开始使用机械设备替代人力，实现生产过程的自动化。
2.2 自动化的发展阶段自动化的发展经历了控制技术、信息技术和网络技术的不断进步。
从最初的机械控制到电气控制，再到计算机控制和网络控制，自动化技术得到了极大的发展。
2.3 自动化专业的应用领域自动化技术广泛应用于制造业、交通运输、能源、环境保护、医疗卫生等领域。
它可以提高生产效率、降低能耗、提高产品质量、改善工作环境等。
三、自动化专业的应用领域3.1 制造业自动化制造业自动化是自动化技术应用最广泛的领域之一。
它包括工业机器人、自动化生产线、智能制造等，可以实现生产过程的高效、精确和灵活控制。
3.2 交通运输自动化交通运输自动化主要包括智能交通系统、自动驾驶技术等。
它可以提高交通运输的安全性、效率和舒适性，减少交通事故和交通拥堵问题。
3.3 能源自动化能源自动化主要应用于电力系统、石油化工等领域。
自动化专业概论(自动化学科领域范畴)单元习题二与答案
一、单选题1、标准信号是指国际上统一的标准（）到20毫安或者是1到5伏。
A.1B.3C.4D.2正确答案：C2、标准信号是指国际上统一的标准4到20毫安或者是1到（）伏。
A.6B.5C.7D.8正确答案：B3、PI数据库是一种常见的()A.非实时历史数据库B.非关系数据库C.关系数据库D.实时历史数据库正确答案：D4、分散控制系统的（）是把显示的内容集中在几台计算机上。
A.监控层B.控制层C.现场层D.管理层正确答案：A5、（）的硬件组成结构就是一个三点一线的结构方式。
A.SCSB.DCSC.FCSD.PLC正确答案：B二、判断题1、I/O接口数据组态软件就是把I/O通道的地址与某一个设备连接起来正确答案：√2、操作员界面组态软件就是操作员能看到的软件。
正确答案：√3、现场总线控制系统把现场控制站放入了现场当中的具体的设备。
正确答案：√4、现场总线控制系统取消了传统控制系统中的控制层，保留了两层结构。
正确答案：√5、模糊控制算法也是非线性控制算法。
正确答案：√三、填空题1、（）简称是MIS 。
正确答案：管理信息系统2、（）是指通过射频识别红外感应器全球定位系统激光扫描器等信息传感设备按约定的协议把任何物品与互联网连接起来进行信息交换和通信以实现智能化识别定位跟踪监控和管理的一种网络。
正确答案：物联网3、（）就是通过数学表达式来描述一个系统的运动过程。
正确答案：数学模型4、（）是一种通过互联网来处理事情的方法和手段。
正确答案：云计算5、（）简称为DAS是一个开环系统。
正确答案：数据采集系统。
自动化专业概论论文
自动化专业概论论文自动化专业概论引言概述：自动化专业是一门涉及自动控制、机器人技术、人工智能等领域的学科。
随着科技的不断发展，自动化在各行各业中扮演着越来越重要的角色。
本文将从五个部分来详细阐述自动化专业的概况。
一、自动化专业的背景与定义1.1 自动化专业的起源和发展历程1.2 自动化专业的定义和范围1.3 自动化专业的重要性和应用领域二、自动化专业的核心知识与技术2.1 控制理论与方法2.2 传感器与执行器技术2.3 人工智能与机器学习三、自动化专业的学科交叉与发展趋势3.1 自动化与计算机科学的交叉3.2 自动化与机械工程的交叉3.3 自动化专业的未来发展趋势四、自动化专业的就业前景与发展方向4.1 自动化专业的就业领域和岗位4.2 自动化专业的薪资水平和职业发展空间4.3 自动化专业的创业机会和创新方向五、自动化专业的学习与培养5.1 自动化专业的学习内容和课程设置5.2 自动化专业的实践与实习机会5.3 自动化专业的学习方法和发展建议结论：自动化专业是一个涉及多个学科交叉的前沿学科，具有广阔的应用前景和发展空间。
通过学习自动化专业，可以掌握控制理论与方法、传感器与执行器技术、人工智能与机器学习等核心知识与技术。
自动化专业的学科交叉与发展趋势也为学生提供了更多的发展机会。
就业前景方面，自动化专业毕业生可以在各行各业中找到就业机会，并且薪资水平和职业发展空间也较为广阔。
为了更好地学习和培养自动化专业，学生需要注重实践与实习机会，并且采取科学的学习方法和发展建议。
总之，自动化专业是一个充满挑战和机遇的领域，对于未来科技发展和社会进步具有重要的意义。
自动化学科概论作业
1）根据你目前的理解, 自动化科学与技术的核心是什么？自动化专业的特点是什么？答：自动化科学与技术的核心是控制，也是精髓所在，我认为要想学好控制要打好信息处理的能力和对操作控制系统的学习，像学习操作系统时stm32中的UCOS，ARM中的Linux系统，这样才学好控制。
自动化专业的特点：自动化专业主要研究的是自动控制的原理和方法，动化单元技术和集成技术及其在各类控制系统中的应用。
它以自动控制理论为基础，以电子技术、电力电子技术、传感器技术、计算机技术、网络与通信技术为主要工具，面向工业生产过程自动控制及各行业、各部门的自动化。
它具有“控（制）管（理）结合，强（电）弱（电）并重，软（件）硬（件）兼施”鲜明的特点。
2.开环控制和闭环控制的差异是什么？解释闭环PID控制的作用?答：开环系统制在一个控制系统中系统的输入信号不受输出信号影响的控制系统。
也就是，不将控制的结果反馈回来影响当前控制的系统闭环系统就比较复杂，输出量直接或间接地反馈到输入端，形成闭环参与控制的系统称为闭环控制系统。
也叫反馈控制系统。
为了实现闭环控制，必须对输出量进行测量，并将测量的结果反馈到输入端与输入量进行相减得到偏差，再由偏差产生直接控制作用去消除偏差。
整个系统形成一个闭环。
对于自动控制系统而言闭环系统，任何一个环节的输入都可以受到输出的反馈作用。
控制装置的输入受到输出的反馈作用时，该系统就称为全闭环系统，或简称为闭环系统PID控制的作用：PID是比例，积分，微分的缩写比例调节作用：是按比例反应系统的偏差，系统一旦出现偏差；比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。
比例作用大，可以加快调节，减少误差，但是过大的比例，是系统的稳定是下降，甚至造成系统的不稳定。
积分调节作用：实时系统小车稳态误差，提高无差度。
因为有误，差，积分调节就进行，只制无差，积分调节停止，积分调节输出一常值，积分作用的强弱取决与积分时间常数Ti，Ti越小，积分作用越强。
自动化专业概论论文
自动化专业概论论文一、引言自动化专业是现代科学技术的重要领域之一，它涉及到自动控制、机器人技术、人工智能等多个学科领域。
本文旨在介绍自动化专业的概况，包括其定义、发展历程、相关学科以及应用领域等。
二、自动化专业的定义自动化专业是指利用计算机、电子技术、传感器等现代科学技术手段，对生产过程、工业设备、机器人等进行控制和管理的一门学科。
它旨在提高生产效率、降低生产成本、提升产品质量，并实现生产过程的自动化、智能化和信息化。
三、自动化专业的发展历程自动化专业的发展可以追溯到工业革命时期的机械自动化。
随着科学技术的不断进步，自动化领域逐渐发展壮大。
20世纪50年代，电子技术的应用使得自动化控制系统更加先进；70年代，计算机技术的发展使得自动化系统实现了数字化控制；21世纪以来，人工智能技术的兴起使得自动化系统具备了更高的智能化水平。
四、自动化专业的相关学科自动化专业涉及多个学科领域，主要包括控制理论与技术、电子技术与电路、计算机科学与技术、机械工程等。
控制理论与技术是自动化专业的核心学科，它研究如何设计、分析和优化自动控制系统。
电子技术与电路则提供了自动化系统所需的电子元器件和电路设计。
计算机科学与技术则为自动化系统提供了计算能力和数据处理能力。
机械工程则为自动化系统提供了机械结构和运动控制技术。
五、自动化专业的应用领域自动化专业的应用领域非常广泛，涵盖了工业生产、交通运输、能源管理、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线的自动化控制，提高生产效率和产品质量。
在交通运输领域，自动化技术可以实现智能交通系统、自动驾驶技术等，提高交通安全和效率。
在能源管理中，自动化技术可以实现能源系统的智能化管理，提高能源利用效率。
在环境保护中，自动化技术可以实现环境监测与治理，保护环境质量。
六、自动化专业的发展趋势随着科学技术的不断进步，自动化专业将迎来更广阔的发展空间。
未来，自动化技术将更加智能化、自适应和自主化。
自动化专业概论论文
自动化专业概论论文自动化专业概论概要：自动化专业是现代工程技术领域中的一个重要学科，涉及到自动化控制系统的设计、分析和应用。
本文将通过介绍自动化专业的背景、学科内容、就业前景和发展趋势等方面，全面阐述自动化专业的概况。
引言：自动化技术是指利用计算机、仪器和控制设备等技术手段，对各种生产过程进行监测、控制和优化的一门学科。
随着科技的不断进步和社会的快速发展，自动化技术在各个领域中得到了广泛应用。
自动化专业作为与自动化技术密切相关的学科，具有重要的理论和应用价值。
一、背景：自动化专业的起源可以追溯到20世纪50年代，当时自动化技术在工业生产中开始得到应用。
随着计算机技术的发展，自动化技术得到了进一步的提升，并逐渐渗透到了各个领域，如工业生产、交通运输、能源管理等。
自动化专业的发展也与社会对高效、智能化生产方式的需求密切相关。
二、学科内容：自动化专业的学科内容主要包括自动控制理论、传感器技术、信号处理、系统建模与仿真、人机交互等方面。
学生在学习过程中将掌握自动化系统的基本原理和设计方法，学习控制算法的设计和优化，以及掌握各种自动化设备和系统的应用。
三、就业前景：自动化专业毕业生在就业市场上具有广阔的发展前景。
随着社会的进步和科技的发展，自动化技术在各个行业中得到了广泛应用。
自动化专业毕业生可以在制造业、能源行业、交通运输、信息技术等领域找到就业机会。
他们可以从事自动化系统的设计、调试和维护工作，也可以从事自动化设备的研发和销售工作。
四、发展趋势：随着科技的不断进步，自动化技术将进一步发展壮大。
未来，自动化系统将更加智能化、高效化和可靠化。
随着人工智能、大数据和云计算等新技术的发展，自动化专业将与这些新技术相结合，推动自动化技术的进一步创新和应用。
同时，自动化专业也将面临新的挑战，需要不断学习和更新知识，以适应社会的发展需求。
结论：自动化专业作为现代工程技术领域中的一个重要学科，具有广阔的发展前景和重要的社会价值。
自动化学科概论学生版东南大学自动化学院
分享应对挑战的实践经验，包括技术研发、市场 推广、团队协作等方面，为其他从业者提供参考 和借鉴。
THANKS
感谢观看
01
人工智能与自动化技术的融合
随着人工智能技术的不断发展，自动化领域将更加注重智能化、自主化
的研究和应用，实现更高效、精准的控制和管理。
02
物联网与工业互联网的推进
随着物联网和工业互联网的普及，自动化将进一步拓展其在智能制造、
智能交通、智能家居等领域的应用，实现更广泛的互联互通和智能化。
03
绿色环保与可持续发展
培养目标与就业方向
培养目标
自动化学科旨在培养具备自动化技术、控制理论、系统工程等方面的基础知识 和实践技能，具有创新精神和实践能力的复合型人才。
就业方向
毕业生可在自动化、控制、计算机、通信等领域从事研发、设计、制造、管理 等方面的工作，也可在教育、科研机构等领域从事教学和科研工作。
02
基础知识体系
05
学术前沿与热点问题探讨
学术前沿动态跟踪与报告分享
要点一
学术前沿动态
要点二
报告分享
定期跟踪国际、国内自动化领域的最新研究进展，包括人 工智能、机器学习、控制理论、自动化系统等方面的最新 成果。
邀请国内外知名专家、学者进行学术报告，分享他们的研 究成果和经验，帮助学生了解学术前沿动态。
热点问题探讨与案例分析
实验课程与实践项目
实验课程
东南大学自动化学院为学生提供了一系 列实验课程，旨在帮助学生通过实践掌 握理论知识，提高动手能力。
VS
实践项目
学生可以通过参与实践项目，将所学知识 应用于实际场景，培养解决实际问题的能 力。
科研训练与创新能力培养
《自动化专业概论》课程教学大纲
《自动化专业概论》课程教学大纲课程代码：ABJD0401课程中文名称:自动化专业概论课程英文名称：IntrodUCtiOntoAutomation课程性质：必修课程学分数：0.5学分课程学时数：8学时授课对象：自动化专业本课程的前导课程：《高中物理》等一、课程简介本课程是一门必修的学科基础课。
开设这门课程目的是让学生尽早了解自动化专业知识研究的范畴、历史起源和应用领域，增强学习的针对性，提高学习兴趣。
通过学习该课程后,让学生熟悉自动控制系统的类型和组成、基本控制方法、控制与自动化技术应用范畴，从而初步达到了解自动化专业开设的目的和意义。
二、教学基本内容和要求1 .自动化的概念和发展简史课程教学内容：控制和自动化的概念，我国古代自动装置和自动化水平以及控制和自动化技术发展简史。
课程的重点、难点：控制和自动化定义，我国古代自动装置的工作原理。
课程教学要求：了解控制和自动化技术发展简史。
理解我国古代自动装置的工作原理。
熟悉控制和自动化的定义。
2 .自动控制系统的类型和组成课程教学内容：恒值自动调节系统，程序自动控制系统，随动系统，自动控制系统的组成，自动化仪表，计算机控制，自动控制等。
课程的重点、难点：恒值自动调节系统、程序自动控制系统和随动系统的特征和定义，自动控制系统的组成，自动控制的概念。
课程教学要求：了解恒值自动调节系统、程序自动控制系统和随动系统的特征和定义。
理解恒值自动调节系统、程序自动控制系统和随动系统的工作原理、计算机控制和自动控制的概念。
掌握自动控制系统的组成结构知识。
3 .基本的控制方法课程教学内容：自动控制系统的行为描述，PID控制，最优控制，自适应控制，智能控制，系统辨识，网络化控制系统。
课程的重点、难点：PID控制、最优控制、自适应控制、智能控制和系统辨识概念和定义。
课程教学要求：了解PID控制、最优控制、自适应控制、智能控制和系统辨识概念。
理解PID控制、最优控制、自适应控制、智能控制和系统辨识的实质。
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动态偏差（超调量）
Mp
ym1 r 100% 20% r
2．间接型性能指标
∞
Q 0 e(t ) dt
（1）绝对误差的矩的积分 （2）绝对误差的二阶矩的积分 （3）误差平方的矩的积分 （4）误差平方的二阶矩的积分
Q tts e(t) dt 0
Q tts 2 e(t) dt 0
专业是学科的一个方向，当把学科分得很 细时，学科与专业就成为同义词了。
1.3 自动化专业的历史沿革
1948年 维纳教授发表《控制论》——控制理论形成 1954年 钱学森教授发表《工程控制论》 1956年 清华、西交大成立工业企业电气化
—— 形成自动化专业 1958年 清华等建立自动控制系，如航空自动控制系 1958年 华北电力大学建立热工测量及其自动化专业 1998年 各院校把原来的与自动化相关的专业更名为
=1101010011101010011101101
3、控制
控制（Control）是指为了改善系统的性能或达 到特定的目的，通过信息的采集和加工而施加到 系统的作用。
可控系统
不可控系统
4、数学模型
用来描述系统中各物理量的变化及相互作用、相 互制约关系的数学表达式称为系统的数学模型
数学模型种类：
状态空间、微分方程、差分方程、脉冲响应、传 递函数、频率响应模型等
2.1.1 系统的基本组成结构
（1）被控对象（控制对象） 系 统所要控制的设备或过程，它的 输出称为被控量，它的输入称为 控制量 （2）测量环节（传感器） 将被 控量检测出来并传送给控制环节 的装置 （3）控制环节（控制器） 它的 功能是根据偏差信号，决策如何 去操作被控对象，使得被控量达 到所希望的目标 （4）执行环节（执行器） 按控 制环节的控制决策，具体实现对 被控对象的操作，如阀门、挡板 等。
——自动化专业 1984年 33所高校试办研究生院
有了自动化学科，招收研究生
第2章 自动控制系统组成原理
2.1 自动控制系统的组成结构与性能要求
2.2
自动控制系统的分类
2.1 自动控制系统的组成结构与性能要求
2.1.1 系统的基本组成结构 2.1.2 控制系统稳定性概念 2.1.3 控制系统品质指标的学描述
5、科学
科学（Science）是指对各种事实和现象进行 观察、分类、归纳、演绎、分析、推理、计算和实 验，从而发现规律，并对各种定量规律予以验证和 公式化的知识体系
自然科学——研究的是物质世界 社会科学——研究的是人类的精神世界
科学就是发现！
牛顿发现了万有引力定律！
6、技术
技术（Technology）是指人类根据生产实 践经验和自然科学原理改变或控制其环境的手段， 是人类活动的一个专门领域
被控量进入偏离给定值的 5% 范围内就算基本稳定了
系统输出响应第一次到达希望值的时间称为上升
时间 tr
（3）准确性
（稳定的系统在过渡过程结束后所处的状态称为稳态）
准确性指稳态时系统期望输出量和实际输出量之差 （静态偏差 ）以及在整个控制过程中被控量偏离给定值 的最大值（动态偏差—超调量 ）
要求： 静态偏差 →0
Q ts te2 (t)dt 0
Q ts t2e2 (t)dt 0
2.2 自动控制系统的分类
2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.2.5 2.2.6
按被控对象特性分类 按自动控制系统是否形成闭合回路分类 按系统输入/输出的个数分类 按给定值信号的特点分类 按控制系统元件的特性分类 按系统中传输信号对时间的关系分类
自动控制系统基本 组成原理方框图
r+
e 控制器 u 执行器
给定值 偏差
测量信号
传感器
自动控制系统基本组成 原理简化方框图
给定值 r +
e 控制器 u
偏差
被控对象
y
被控量
广义被 控对象
被控量 y
2.1.2 控制系统稳定性概念
理想的控制效果
被控对象的实际动态过程
自动控制系统被控量的动态特性
2.1.3 控制系统品质指标的学描述
自动化专业（学科）概论
第1章 绪论
1.1
自动化与自动控制
1.2
一些名词和术语
1.3 自动化专业的历史沿革
1.1 自动化与自动控制 现代家庭:
古代自动化：Biblioteka 沙漏风车指南针
自动化定义：
机器或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
相关名词：自动控制
通过人造装置或人类为了约束自己的 行为而制定的政策和法规来对人造系统和 非人造系统进行控制，从而达到人所期望 的目标
系统的组成
系统环境
子子系系统统22
子系统1 子系统3
子系统n
系统输入 （环境对系统的作用）
系统输出 （系统对环境的作用）
2、信息
信息（Information）是指符号、信号或消息所 包含的内容，它是对事物运动状态或存在形式的 不确定性的描述
世界组成：物质、能量、信息 数字信息：用数字描述信息，便于计 算机处理
非人造系统：
社会 经济 生物
环境
自动化
VS
自动控制
人造系统 强调自动操作和运行
人造/非人造系统 强调达到一种目标
自动化源于自动控制！
1.2 名词和术语解释
1、系统
系统（System）是指由相互关联、相互制约、 相互影响的一些部分组成的具有某种功能的有机 整体
系统可以由“实物”组成，也可以由“非实物” 组成
技术的任务是利用和改造自然，以其生产 的产品为人类服务
技术是一种手段，是一种方法！
高新技术的产物——磁悬浮列车
7．工程
工程（Engineering）是指应用科学知识和 人类拥有的技术使自然资源最好地为人类服务的 一项活动
工程就是实现！ 科学和技术都存在于工程之中！
三峡大坝
8、学科与专业
学科是指具有某种理论体系的研究及应用 的一个领域。在该领域中，研究的对象可能千 差万别，但是，他们应用同一种理论体系解决 问题。学科可大可小，取决于人对理论体系的 理解。
1．直接型性能指标
稳定系统的动态过程
（1）稳定性
稳定性是指系统处于平衡状态下，受到扰动作 用后，系统恢复原有平衡状态的能力
衡量指标：
y(t)
稳定性裕度——衰减率
ym1 ym3
ym1 r
r
ym1
ym3
ym5
5%
工业要求 0.75～1.0
tr
ts
t
（2）快速性
快速性是指控制过程的持续时间，也就是从干扰 发生起至被控量又建立新的平衡状态为止的过渡 过程时间 ts