自动化概论论文1

自动化概论

摘要

简要介绍自动化技术的基本概念、发展、应用和未来展望。自动化从产生到发展，已经应用到了社会各个领域，给社会带来了巨大的财富。通过本文的写作可以提高我们学习本专业的积极性和学习的热情。同时本文也叙述了本人对专业学习的一点看法。

关键词 自动化技术 概念 发展 应用 学习方法

自动化这个术语，已广为人知。自动化造福于人类的业绩举不胜举。无论人们从事什么样的职位都不同程度地感受到自动化的魅力。世界上，国际自动控制联合会久负盛名；在我国，中国自动化学会成立40余年，成就辉煌。仅这两个方面，足使我们相信，自动化已经成为一门独立的学科，而且它与其他高科技领域亲密无间、协同进步。

一、自动化的基本概念

究竟什么是“自动化”呢？

简单地说，自动化就是在无人的情况下，用各种元件和仪表执行控制。 它始于人们用机器实现按固定程序自动进行的各种操作，把人类从笨重、单调、重复性的劳动中解放出来。但仅仅如此是不够的，要进一步解放人力就要求机器不断提高在不确定或变化的环境中自动保持必要的功能以达到预定目标的能力。因此，自动化系统必须是开放的，不断从外界环境中获取信息并进行必要的分析、处理、判断、决策、调整和控制。

二、自动化技术的发展

具有不同程度“自动化”功能的装置古以有之。我国古代的指南车、木牛流马、铜壶滴漏，欧洲的钟表报时装置和一些手工机械，无一不反映人民的聪明智慧，多少都带有一些“自动”的味道。但真正刻意设计出来取代或增强人的智能功能，从而能在不确定的条件下保证实现预定目标的自动装置最早应属瓦特发明的蒸汽机上的离心调速器。它自觉地运用了反馈原理，从而能在锅炉压力和负荷变化的条件下把转速保持在一定的范围。

20世纪是自动化技术飞速发展的一个世纪，这与控制科学与技术的发展紧密相关。它作为自动化技术的理论基础，在20世纪经历了若干重要的发展时期：如20世纪初的Lyapunov稳定理论和PID控制律概念；20年代的反馈放大器；30年代的Nyquist与Bode图；40年代维纳的控制论；50年代贝尔曼动态理论和庞特里亚金极大值原理；60年代卡尔曼滤波器、系统状态空间法、系统能控性和能观性；70年代的自校正控制和自适应控制；80年代针对系统不确定状况的鲁棒控制；90年代基于智能信息处理的智能控制理论等。 到了五、六十年代，数字计算机日益广泛的应用大大提高了进行复杂数值计算和简单逻辑判断的能力，从而特别适合于实现基于精确数学模型具有明确算法的信息处理和自动控制问题。使得自动化技术真正应用到了从工业生产到航空航

天的各个领域。但由于当时的“老式”计算机功能还很不够，所以一些较为复杂的问题，仍然不能得到很好的解决。

七、八十年代以来，各种新型计算机相继出现，这些计算机拥有了更加全面的功能：可以高速地对图象、声音等各种信息进行存取和运算，可以对数据和符号进行定性、模糊的推理和判断，可以容许局部出现错误或故障而保持整体的优良性能。人们可以在这些计算机中存入“专家知识”，从而使它更善于处理未曾遇到过的局势，从而满足自动化技术的更高要求。

总之，自动化技术在本领域的研究进一步深入和其它一些学科发展的深远影响下，在20世纪开始了飞速的发展。而且，可以看出这种发展势头至如今仍没有一点放缓的迹象。由此，我们有理由相信，自动化技术会在不久的将来从众多新兴学科中脱颖而出，从而更好地改进人类的生产结构体系，成为未来社会最具影响力的技术科学。

三、自动控制技术的应用领域

汽车工业的工厂自动化控制，采用一贯作业的生产方式，借着整条生产线的分工装配，每几分钟即可生产一部汽车。纺织工业的工厂自动化控制，亦采用一贯作业的生产方式，每几分钟即可高速生产一批布料。塑料工业的工厂自动化控制，亦采用一贯作业的生产方式，产出塑料原料后，在经过射出成型机器，产出各种塑料模型。电子工业的工厂自动化控制，亦采用一贯作业的生产方式，产出各式各样的消费电子产品，如电视机、照相机等。芯片制造工业的工厂自动化控制，亦采用一贯作业的生产方式，经过研磨、暴光、显影、蚀刻、切割、封装等技术，产出一颗颗的功能式芯片，以供应电子工业。电机工业的工厂自动化控制，亦采用一贯作业的生产方式，产出各式各样的电机设备产品，如变压器、马达、发电机组等。

机械制造的工厂自动化控制，通过柔性制造系统，使一台机器能生产出符合要求的不同的零件，由数控机床、材料和工具自动运输设备、产品零件自动传输设备、自动检测等试验设备真正实现“无人工厂”。在机械工业上，自动控制技术还应用于计算机集成制造系统，它是基于自动化技术、计算机技术及制造技术之上，通过计算机软件，将设计、制造、经营管理，与其它与生产过程有关的物料流与信息流实现统一的管理，实现系统的最优化。

在机械工业中，还有一类成为“过程工业”。也就是工厂中各个工序不是独立的，而是前一个工序直接关系到下一个工序，环环相扣，最终影响产品的质量。如制药工业就是一个典型的例子。自动控制系统在过程工业上的应用是“综合自动化系统”，这也是今后过程工业的一个发展方向。

不仅在机械生产中，自动控制系统还大量出现在飞行器和交通设施的控制上，如导弹、航天飞机、火车等。由于技术的发展，如今飞行器的速度已远远不能靠人类的大脑反应来控制。这就需要自动控制系统。通过导航系统、制导系统、姿态控制系统等实现对其控制。

四、如何学习自动化

自动化专业作为一门理论与技术相结合的学科，其学习方法与纯理论知识和纯实践技术的学习有很大的不同。那么究竟该如何学习自动化呢？我个人认为有以下几个值得注意的地方。

1．数学 数学，作为几乎一切工科知识的必备理论工具，应该首先引起我们的高度重视。

一个数学好的人不一定专业知识也那么出众，但一个专业强的人必定拥有扎实的数学功底。道理很简单，“工欲善其事，必先利其器”。一个电工没有必要的仪表如何能完成一个电路检测的工作？一位医生没有必要的医药材料，如何能治愈奄奄一息的病人？静坐湖边的老者若没有手中的鱼杆、鱼钩、鱼线，如何能钓起湖中的游鱼？同样，一个没有扎实数学功底的人，如何能够学好自动化专业呢？

因此，自动化专业的学习应该把数学的学习放在首位。 2．专业理论知识

没有深厚广博的专业理论知识就不可能在本专业方向有所成就。牛顿为什么会成为数学家、物理学家而非“自动化学家”呢？就是由他的专业理论知识所决定的。

其次，自动化学科内容繁多，对于更高层次学习之前，应该对自己的发展方向有一个大致的规划设想。不求面面俱到，而应有所突破；不求泛泛而谈，而应深刻领会，使自己对于专业知识不仅“广博”而且“精专”。这样才能在未来的人才战场上得到一个较好的军衔。 3．实践

自动化专业不仅仅是一门理论，更是一门广泛应用于生产实践的技术，因此理论实践对于自动化的学习而言，是不可或缺的。 “实践是检验真理的唯一标准”，一门理论只有应用于实践才能显现出其本来的面貌。对于自动化而言，专业的学习最终是指向工作的，因此，在学习阶段就加强理论的实践环节，无疑对以后工作有百益而无一害。 4．知识更新

自动化，作为新兴的前沿学科，几乎每天都在发生着巨大的变化。真正要学好自动化专业，最起码得保证自己能跟上时代发展的进程。对于飞速发展的科技知识要保持高度的敏锐感和终生学习的基本素质。

“活到老学到老”不应仅仅是一句漂亮的口号，作为我们学习自动化的人而言，应该真真正正将其溶进自己的血液里，始终以饱满的热忱迎接新思想的冲击。

参考文献：

[1]项国波，自动化导论——自动化时代，2003

[2]万百五，自动化学科概论，武汉理工大学出版社 2002-06

[3]郑南宁，贾新春，袁泽剑，控制科学与技术的发展及其思考 2002-12 [4]蔡自兴，智能控制及移动机器人研究进展，中南大学报（自然科学版），2005 [5]张存浩等，自然科学学科发展战略调研报告——自动化科学与技术，科学出版社，1995

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