自动化 概论VIP免费

所谓自动化(Automation)，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。与自动化密切相关的一个术语是自动控制(AutomaticContr01)，两者既有联系，但也有一定的区别。自动控制是关于受控系统的分析、设计和运行的理论和技术。一般地说，自动化主要研究的是人造系统的控制问题，自动控制则除了上述研究外，还研究社会、经济、生物、环境等非人造系统的控制问题。例如生物控制、经济控制、社会控制及人口控制等，显然这些都不能归人自动化的研究领域。不过人们提到自动控制，通常是指工程系统的控制，在这个意义上自动化和自动控制是相近的。目前，在我国的高等院校中，有的设置的是自动化系，有的设置的是自动控制系，它们都是同样属性的系别。为了强调信息(1nformation)在自动化或自动控制中的重要作用，有的高等院校将该类专业系名取为信息与控制工程系。在系统总结自动控制中反馈等思想的基础上，i948年M维纳(Wiener)提出r控制论(Cybernetics)，将控制论定义为“研究动物和机器中控制和通信的科学”。但随着电子计算机技术的高速发展和应用，控制论已经成为研究各类系统中共同的控制规律的科学。由于自动化或自动控制具有明显的工程特点，一般又将本学科称为控制科学与工程(ControlScienceandTechnology)，以此作为本类专业较有包容性的统称。控制科学与工程的核心问题是信息，包括信息提取、信息传播、信息处理、信息存储和信息利用等。控制科学与工程和一般的信息学科不同，控制科学与工程是在理论上用较抽象的方式来研究一切控制系统的信息传输和信息处理的特点和规律，研究不同的控制规律达到不同的控制目的。一般的信息学科研究信息的测度(Measure)，并在此基础上研究实际系统中信息的有效传输和有效处理等问题(如编码、译码、信道容量及传输速率等)。控制和通信存在不可分割的关系，人控制机器，或者计算机控制机器，都是一种双向的信息流的过程。作为我国一级学科的控制科学与工程，下设有控制理论与控制工程、检测技术与自动化装置、系统工程、模式识别与智能系统和飞行器导航、制导与控制等二级学科(专业)，见图1．1。和不同的学科相结合，它形成了许多相互联系又相互区别的研究领域，例如飞机控制、导弹控制、卫星控制、船舶控制、车辆控制、交通自动化、通信系统自动化、化工自动化、冶金自动化、电力系统自动化、机械制造自动化、农业自动化、图书馆自动化办公自动化和家庭自动化等等，如图1．2所示。简而言之，自动化类专业是一个口径宽、适应面广的专业，具有明显的跨学科特点。对实现我国工业、农业、国防和科学技术现代化、对迅速提升我国综合国力具有重要和积极的作用。1．4当前自动化类专业对所培养人才的素质要求随着科学技术的飞速发展，人类已经进入了崭新的21世纪。在新的世纪里，经济全球化、全球信息化正在极大地改变人们的生产、生活方式。人类在新材料、新工艺、新能源、生命科学、信息科学、系统科学、航天飞行等高科技领域的新成就，也将给人类生活带来深远的影响。在这个信息化的时代里，不断进步的计算机技术延伸和扩展了人类大脑的功能，而互联网缩小了人与人之间的距离使人们的信息交换，交流变得无比的简单、快捷。可以想像，人们进行产品开发、系统设计和所有科研活动在工具、方式、形式和内容等都将和以前大不相同。国家和社会对专业人才的素质将会提出更高更新的要求。因此，我国教育部门提出了面向21世纪素质教育这一宏大的课题。什么是人的素质呢?按照教育学的观点，是指“人在先天生理基础上受后天环境、教育影响，通过个体自身的认识和社会实践，养成的比较稳定的身心发展的基本品质”。普遍认为21世纪的...