自動化專業導論論文

2024年3月26日發(作者：離開雷鋒的日子觀后感)

自動化專業?導論論文

摘要

：

簡要介紹自?動化技術的?基本概念、發展、應用和未來?展望。自動化從產?生到發展，已經

應用到?了社會各個?領域，給社會帶來?了巨大的財?富。通過本文的?寫作可以提?高我們學習?本專

業的積?極性和學習?的熱情。同時本文也?敘述了本人?對專業學習?的一點看法?。

關鍵詞：

自動化技術? 概念 發展 應用 學習方法

正文：

自動化這個?術語，已廣為人知?。自動化造福?于人類的業?績舉不勝舉?。無論人們從?事什么

樣的?職位都不同?程度地感受?到自動化的?魅力。世界上，國際自動控?制聯合會（IFAC:

Inter?natio?nal Feder?ation? of Autom?ation? Contr?ol）久負盛名；在我國，中國自動化?學會成立4?0

余年，成就輝煌。僅這兩個方?面，足使我們相?信，自動化已經?成為一門獨?立的學科，而且它

與其?他高科技領?域親密無間?、協同進步。

自動化技術?的基本概念?

所謂自動化?(Autom?ation?)，是指機器或?裝置在無人?干預的情況?下按規定的?程序或指令?自

動的進行?操作或運行?。廣義地講，自動化還包?括模擬或再?現人的智能?活動。

機器或裝置?在無人干預?的情況下按?規定的程序?或指令自動?進行操作或?控制的過程?。自動

化技術?廣泛用于工?業﹑農業﹑軍事﹑科學研究﹑交通運輸﹑商業﹑醫療﹑服務和家庭?等方

面。采用自動化?技術不僅可?以把人從繁?重的體力勞?動﹑部分腦力勞?動以及惡劣?﹑危險的工作?

環境中解放?出來﹐而且能擴展?人的器官功?能﹐極大地提高?勞動生產率?﹐增強人類認?識世界

和改?造世界的能?力。因此﹐自動化是工?業﹑農業﹑國防和科學?技術現代化?的重要條件?和顯著

標志?。

自動化技術?的發展

自動化技術?的發展歷史?﹐大致可以劃?分為自動化?技術形成﹑局部自動化?和綜合自動?化

三個時期?。

自動化技術?形成時期(18世紀末?～20世紀3?0年代)

1788年?英國機械師?J.瓦特發明離?心式調速器?(又稱飛球調?速器)﹐并把它與蒸?汽機的閥門?

連接起來﹐構成蒸汽機?轉速的閉環?自動控制系?統(見圖瓦特離?心式調速器?對蒸汽機轉?速的控

制 )。瓦特的這項?發明開創了?近代自動調?節裝置應用?的新紀元﹐對第一次工?業革命及后?來控

制理論?的發展有重?要影響。

局部自動化?時期(20世紀4?0～50年代)

第二次世界?大戰時期形?成的經典控?制理論對戰?后發展局部?自動化起了?重要的促進?作用。

在第二次世?界大戰期間?，德國的空軍?優勢和英國?的防御地位?，迫使美國﹑英國和西歐?各國科

學家?集中精力解?決了防空火?力控制系統?和飛機自動?導航系統等?軍事技術問?題。在解決這些?問

題的過程?中形成了經?典控制理論?，設計出各種?精密的自動?調節裝置﹐開創了系統?和控制這一?

新的科學領?域。

綜合自動化?時期(20世紀5?0年代末起?至今)

20世紀5?0年代末空?間技術迅速?發展﹐迫切需要解?決多變量系?統的最優控?制問題。許多

學者試?圖把經典控?制理論推廣?到多變量系?統的控制﹐都遭到了失?敗。需要尋求新?的理論和方?

法﹐于是誕生了?現代控制理?論。現代控制理?論的形成和?發展為綜合?自動化奠定?了理論基礎?。

在這一時期?﹐微電子技術?有了新的突?破。1958年?出現晶體管?計算機﹐1965年?出現集成電?路

計算機﹐1971年?出現單片微?處理機。微處理機的?出現對控制?技術產生了?重大影響﹐控制工

程師?可以很方便?地利用微處?理機來實現?各種復雜的?控制﹐使綜合自動?化成為現實?。

1957年? 9月12日?國際自動控?制聯合會(IFAC)在巴黎召開?成立大會。有18個國?家的代

表團?出席了這次?大會。中國是發起?國之一。會上通過了?大會的章程?和細則﹐選舉美國自?動控

制專家?H.切斯特納為?IFAC第?一屆主席。從1960?年起每三年?召開一次國?際自動控制?學術大會

﹐并出版《自動學》﹑《IFAC通?訊》等期刊﹐IFAC的?成立標志著?自動控制這?一學科已經?成

熟﹐通過國際合?作來推動系?統和控制領?域的新發展?。

自動化技術?的發展主要?體現在以下?兩個方面：一、三論：系統論、信息論、控制論。二、兩

個主題和?一個關鍵。主題：穩定和優化?，關鍵：建立被控對?象的控制。自動化學科?的發展，

主要體現在?其理論越來?越豐富，并且在用理?論解決實際?課題方面有?一系列重大?突破。理論的

意義?在于指導實?踐。自動化正是?因此而得到?飛快的發展?。

自動化技術?的應用

自動化技術?在機械加工?、采礦冶煉、化學工業、電力系統、交通運輸、農業生產、環境保護、

醫藥衛生、軍事技術、航空航天、科學研究、辦公服務等?領域都得到?了廣泛的應?用。例如：

機械制造自?動化、過程工業自?動化、電力系統自?動化、飛行器控制?、樓宇自動化?與智能建

筑?……?

自動化領域?正在進一步?擴大，它是一個無?限廣闊的天?地。

自動化的高?度發展使航?天事業出現?奇跡,人們訪問太?空,來去自由.在工業上,計算機集成?

制造系統(CIMS: Compu?ter Integ?rated? Manuf?actur?ing syste?m)使自動化無?人工廠成為?現實。 自

動化正在?與其它學科?相互交融，朝著更多的?應用領域延?伸，例如：經濟控制論?的形成，直接

推動了?國民經濟的?發展；人口控制論?的研究，為計劃生育?工作的決策?起到指導作?用，并造福

與子?孫后代； 環境系統工?程已經成為?世界性的大?課題。人類為了生?存與發展，必須采取各?種

措施來改?善環境，自動化理論?與技術在這?方面大有作?為；在國際關系?領域、軍事領域以?及社

會治安?綜合治理等?領域，均離不開自?動化學科的?介入及其研?究成果的應?用。在交通管理?領域

也有其?應用。例如：《巴黎的交通?安全守護神?》一文中描寫?了這樣一個?事例：在巴黎的2?72

路公交?汽車線路上?，一輛578?5號公共汽?車內發生了?一起盜竊案?，司機立即發?出了警報。這

一信號被?迅速傳送到?一個名為P?C2000?的監控站，那里的工作?人員在核實?警報無誤后?，立即

通過無?線電，命令距離最?近的干預車?輛駛向該車?，以迅雷不及?掩耳之勢，有效地制服?了罪犯，

保證了車輛?和乘客的安?全。還有著名的?京九鐵路客?運系統也有?自動化的應?用。如：1.客運自

動廣?播系統，2.列車到發微?機通告系統?，3.旅客引導系?統，4.行包微機管?理系統等等?。

在農牧業中?也有許多先?進的自動化?設備和技術?。如自動化農?場……

在社會的各?個領域，我們都看到?了自動化的?身影。我為能學自?動化而感到?驕傲！

自動化技術?的內容及應?用

自動化的內?容按其理論?途徑、技術手段和?處理對象的?不同，可以將之大?致劃分為控?制理

論、工程系統與?控制、系統科學與?系統工程、模式信息處?理、智能系統與?知識工程，以及機

器人?學和機器人?技術六大部?分。

(1). 控制理論

控制理論研?究的是如何?按被控對象?和環境的特?性，通過能動地?采集和運用?信息施加控?制

作用而使?系統正常運?行并具有預?定的功能。

控制理論在?20世紀的?人類科技進?步中起到了?舉足輕重的?作用，為解決當今?社會的許多?

挑戰性問題?產生了積極?的影響，提供了科學?的思想方法?論，為許多產業?領域實現自?動化奠定

了?理論基礎。

如今，它更是成功?的運用并滲?透到工農業?生產、科學技術、軍事、生物醫學、社會經濟

及?人類生活的?眾多領域。

(2).工程系統與?控制

工程系統與?控制研究各?種工程系統?控制和設計?的問題。從單一的自?動控制裝置?到一個生

產?過程的自動?化，直到整個工?廠、企業的控制?、管理和經營?決策一體化?，都是其研究?的內容。

工程系統與?控制技術廣?泛應用于制?造生產的各?個領域。其中最具影?響力的、發展前景最?

為可觀的當?屬現代集成?制造系統（CIMS）。從最廣的意?義說，CIMS可?以包括從企?業長遠規

劃?、市場分析、研發策略、產品規劃、設計投產、資源分配，到車間一級?的具體計劃?調度、

生產活動的?監督控制、質量控制、產品檢驗，直到銷售服?務、市場反饋等?整個企業經?營的全

過程?。

這樣一種全?盤、綜合自動化?的生產過程?可以使企業?以更高效高?質的服務更?好地滿足市?場

要求，提高企業效?益，增強企業的?商業競爭能?力。

(3).系統科學與?系統工程

系統科學研?究的是在最?一般意義下?，由相互作用?、相互聯系的?事物按一定?結構組成并?具

有某種總?體功能的各?種系統的運?動規律、行為特征以?及如何進行?設計和控制?的問題。

它主要應用?于運籌學、控制論、信息論等多?個學科分支?，成為自動化?學科的一個?重要研

究領?域并得到蓬?勃的發展。

(4).模式信息處?理

模式識別，亦稱模式信?息處理，其本來意義?是研究用計?算機對一般?由人類感覺?器官接受

的?圖象、文字、語音等模式?信息進行處?理、描述和分類?的學科。在更廣的含?義下，模式識別

也?可泛指任何?對一般事物?抽取概念特?征進行判斷?和分類的過?程。

模式識別的?應用方向包?括計算機視?覺，文字、文本識別，語音識別和?理解等多個?領域。

中國在模式識別?領域正處于?世界領先地?位，許多中國學?者都為此做?出了重要貢?獻。

(5).人工智能

人工智能研?究的主要是?如何用機器?模仿人類智?能活動的某?些方面，延伸人腦功?能的問

題。

現代科學技?術的迅速發?展和重大進?步，已經對控制?和系統科學?提出了新的?更高的要求?，

自動化控制?理論正面臨?著新的發展?機遇和嚴峻?挑戰。傳統控制理?論在解決一?些具有不確?定

性、難以構建精?確數學模型?、復雜多變的?問題上遇到?了不少難題?。這就需要建?造出這樣的?機

器，使它能夠在?復雜變化的?環境中，能夠實時應?變，進行靈活判?斷、決策以實現?更高層次的?

自動化系統?智能控制。簡單地說，自動控制的?出路之一就?是實現控制?系統的智能?化[5]。

人工智能作?為一個前沿?科學，發展極為迅?速，最具影響力?的分支有基?于“知識表達”的專

家系統?和“簡單處理器?的復雜系統?”——人工神經元?網絡。這些領域不?僅具有深刻?的認識論意?

義，對許多科學?和技術領域?的發展有深?遠的影響，而且在自動?控制、信息處理以?及將計算機?

用于判斷決?策和問題求?解的應用領?域里都得到?了廣泛的應?用，表現出巨大?的生命力。

(5).機器人學與?機器人技術?

機器人是一?類特殊的自?動化機器，它具有與人?的四肢相比?擬的運動機?構，可接受視覺?、

聽覺、觸覺等傳感?信息，在處理器的?指揮下完成?各種機器操?作功能。

機器人不僅?可以把人類?從惡劣條件?、繁重單調的?作業中解放?出來，而且在力量?、精度和

速度?，以及在特殊?環境下生存?和工作能力?各方面都有?人類無法替?代的優點。

正因如此，機器人技術?在工業、國防和科學?技術中得到?了日益廣泛?的應用，并且有力地?

推動了相關?學科和技術?領域的發展?，從而使它成?為現代自動?化學科中一?個活躍而富?有魅力的

研?究領域。

自動化的展?望

自動化是新?的技術革命?的一個重要?方面。自動化技術?的研究﹑應用和推廣?﹐對人類的生?

產﹑生活等方式?將產生深遠?影響。生產過程自?動化和辦公?室自動化可?極大地提高?社會生產率?

和工作效率?﹐節約能源和?原材料消耗?﹐保證產品質?量﹐改善勞動條?件﹐改進生產工?藝和管

理體?制﹐加速社會的?產業結構的?變革和社會?信息化的進?程。

現代生產和?科學技術的?發展﹐對自動化技?術提出越來?越高的要求?﹐同時也為自?動化技術的?

革新提供了?必要條件。70年代以?來，自動化開始?向復雜的系?統控制和高?級的智能控?制發展

﹐并廣泛地應?用到國防﹑科學研究和?經濟等各個?領域﹐實現更大規?模的自動化?﹐例如大型

企?業的綜合自?動化系統﹑全國鐵路自?動調度系統?﹑國家電力網?自動調度系?統﹑空中交通管?

制系統﹑城市交通控?制系統﹑自動化指揮?系統﹑國民經濟管?理系統等。自動化的應?用正從工

程?領域向非工?程領域擴展?﹐如醫療自動?化﹑人口控制﹑經濟管理自?動化等。自動化將在?更大

程度上?模仿人的智?能﹐機器人已在?工業生產﹑海洋開發和?宇宙探測等?領域得到應?用﹐專家

系統在?醫療診斷﹑地質勘探等?方面取得顯?著效果。工廠自動化?﹑辦公自動化?﹑家庭自動化?和

農業自動?化將成為新?技術革命的?重要內容﹐并得到迅速?發展。

自動化之我?見(學習方法)

學習自動化?專業，我認為應該?從以下幾個?方面做起。

1. 確立學習目?標。首先應該確?立正確的學?習目標。自動化如此?造福于人類?，我們應該真?正

的把它學?好，為社會和國?家做出自己?應盡的貢獻?。

2. 了解學習內?容。正確地把握?所要學的內?容，才能融會貫?通。

3. 正確利用書?籍。多去借閱一?下這方面的?書籍，多關注最新?的時事動態?。將自己與專?業融

為一體?，真正體會其?中的奧妙和?樂趣。

4. 重視實踐學?習。自動化專業?不僅僅是一?門理論，更是一門廣?泛應用于生?產實踐的技?術，

因此理論實?踐對于自動?化的學習而?言，是不可或缺?的。

“實踐是檢驗?真理的唯一?標準”，一門理論只?有應用于實?踐才能顯現?出其本來的?面貌。對

于自動化?而言，專業的學習?最終是指向?工作的，因此，在學習階段?就加強理論?的實踐環節?，

無疑對以后?工作有百益?而無一害多?參與實踐，才能提高我?們的動手能?力和創新能?力。

總之，想在任何事?情上學有所?成，都必須遵循?一定的方法?。只要方法得?當，刻苦勤奮，自己

又善于?摸索，年齡和基礎?都不會成為?成功的障礙?。相信自己，這就是我最?后的總結。自信才

能成?功！

參考文獻

1.《中國大百科?全書》自動控制與?系統工程卷?

2. 百度百科