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自动化导论论文

姓名：韩思宇

通信地址：北京邮电大学自动化学院2010211411班

内容提要：本文概括的谈论自动化的学术科学定义及对其的理解，与此同时对自动化技术的应用做出分析，并结合现代社会的具体实例来说明自动化技术的对社会、科学发展所起的巨大推动作用。关键词：

一、对自动化的认识----自动化的定义及现实应用

自动化的本质是机器或者设备在无人干预的情况下，按照规定的程序或指令进行操作和运行以达到预定的效果。或者说自动化是相对手工作业而言的一个名词，是指采用能自动开\停、检测、调节、控制和加工的机器/设备进行作业，以代替人的手工作业的措施。广义地讲，自动化包括了模拟或再现人的智能活动。

自动化技术已被广泛应用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家居等领域。采用自动化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救出来，而且能扩展人的器官功能，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，自动化是实现工业、农业、国防和科学技术现代化的重要条件和显著标志。

自动化技术是一门涉及学科较多、应用非常广泛的综合性科学技术，或者说，是一个技术群，如电力电子技术，通信和网络技术，计

算机与信息处理技术、微电子技术等。因此，自动化是人类社会走向信息化的重要基础。

自动化的三大学术关键词：系统论、信息论和控制论

1、系统论

系统论是研究系统的一般模式，结构和规律的学问，它研究种系统的共同特征，用数学方法定量地描述其功能，寻求并确立适用于一切系统的原理、原则和数学模型，是具有逻辑和数学性质的一门科学。

系统论认为，整体性、关联性，等级结构性、动态平衡性、时序性等是所有系统的共同的基本特征。这些，既是系统所具有的基本思想观点，而且它也是系统方法的基本原则，表现了系统论不仅是反映客观规律的科学理论，具有科学方法论的含义，这正是系统论这门科学的特点。

2、信息论

信息论是一门用数理统计方法来研究信息的度量、传递和变换规律的科学。它主要是研究通讯和控制系统中普遍存在着信息传递的共同规律以及研究最佳解决信息的获限、度量、变换、储存和传递等问题的基础理论。

信息论的研究范围极为广阔。一般把信息论分成三种不同类型：

(1)狭义信息论是一门应用数理统计方法来研究信息处理和

信息传递的科学。它研究存在于通讯和控制系统中普遍存在着的

信息传递的共同规律，以及如何提高各信息传输系统的有效性和可靠性的一门通讯理论。

(2)一般信息论主要是研究通讯问题，但还包括噪声理论、信号滤波与预测、调制与信息处理等问题。

(3广义信息论不仅包括狭义信息论和一般信息论的问题，而且还包括所有与信息有关的领域，如心理学、语言学、神经心理学、语义学等。

3、控制论

在控制论中，“控制”的定义是：为了“改善”某个或某些受控对象的功能或发展，需要获得并使用信息，以这种信息为基础而选出的、于该对象上的作用，就叫作控制。由此可见，控制的基础是信息，一切信息传递都是为了控制，进而任何控制又都有赖于信息反馈来实现。信息反馈是控制论的一个极其重要的概念。通俗地说，信息反馈就是指由控制系统把信息输送出去，又把其作用结果返送回来，并对信息的再输出发生影响，起到制约的作用，以达到预定的目的。

自动化的现实应用

计算机技术、微电子技术、传感器技术等相关技术的快速发展，为控制与自动化技术提供了了宽广和坚实的发展平台，控制和自动化技术在工业、农业、国防等领域得到了广泛应用；同时，与自动化技术相关的一些概念和思想，已经渗透到社会、经济和政治等领域。自动化从最初的控制机器、设备，发展到现在的控制过程（化工、冶炼、

造纸等生产过程）和控制系统（电力系统、通信系统、交通系统、汽车制造系统、经济系统、能源系统等）。随着控制和自动化概念的发展，自动控制系统被控制对象本身的复杂性，控制问题本身的复杂性，系统环境的复杂性也会增加。自动化技术将向着高精尖进一步迈进，成为衡量一个国家或地区的科技发展水平高低的重要指标之一。

二、对自动化专业的综述

自动化的概念是一个动态发展过程。过去，人们对自动化的

理解或者说自动化的功能目标是以机械的动作代替人力操作，自动地完成特定的作业。这实质上是自动化代替人的体力劳动的观点。后来随着电子和信息技术的发展，特别是随着计算机的出现和广泛应用，自动化的概念已扩展为用机器(包括计算机)不仅代替人的体力劳动而且还代替或辅助脑力劳动，以自动地完成特定的作业。

今天看来自动化的上述概念也还不完善。把自动化的功能目标看成是用机器代替人的体力劳动或脑力劳动是比较狭窄的理解。这种理解甚至在某种程度上阻碍了自动化技术的发展，例如，有人就认为，中国人多，搞自动化没有很大的必要。

今天，自动化已远远突破了上述传统的概念，具有更加宽广和深刻的内涵。

自动化的广义内涵至少包括以下几点：在形式方面，制造自动化有三个方面的含义：代替人的体力劳动，代替或辅助人的脑力劳动，制造系统中人机及整个系统的协调、管理、控制和优化。

在功能方面，自动化代替人的体力劳动或脑力劳动仅仅是自动化功能目标体系的一部分。自动化的功能目标是多方面的，已形成一个有机体系。在范围方面，制造自动化不仅涉及到具体生产制造过程，而是涉及产品生命周期所有过程。

自动化是一个动态概念，有着十分广泛和深刻的内涵。目前制造自动化技术的研究非常活跃。

现代生产和科学技术的发展，对自动化技术提出越来越高的要求，同时也为自动化技术的革新提供了必要条件。70年代以后，自动化开始向复杂的系统控制和高级的智能控制发展，并广泛地应用到国防、科学研究和经济等各个领域，实现更大规模的自动化，例如大型企业的综合自动化系统、全国铁路自动调度系统、国家电力网自动调度系统、空中交通管制系统、城市交通控制系统、自动化指挥系统、国民经济管理系统等。自动化的应用正从工程领域向非工程领域扩展，如医疗自动化、人口控制、经济管理自动化等。自动化将在更大程度上模仿人的智能，机器人已在工业生产、海洋开发和宇宙探测等领域得到应用，专家系统在医疗诊断、地质勘探等方面取得显著效果。工厂自动化、办公自动化、家庭自动化和农业自动化将成为新技术革命的重要内容，并得到迅速发展。

三、具体实例分析—三峡水库自动化调度系统