浅谈自动化学科

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，对应如何学习自动化做了探讨，提出应从数学、专业理论知识、实践和知识更新四个方面予以重视。

关键词：自动化技术 概念 发展 应用 如何学习自动化

随着社会主义市场经济的搞活和对外开放政策的深入，社会对自动化专业人才的需求日益扩大。自动化专业教育必然会受到世界各国的更加重视。因为这一技术已从办公自动化、工业自动化逐渐向家庭自动化发展，它与普通民众的日常生活发生了千丝万缕的联系，更进一步的发展势在必然。因此，提高大众对自动化的认识已显得尤为重要。

一、自动化的基本概念

自动化，简单的说就是在无人人工操作或干预的情况下，系统能够按照预先设定好的程序自动工作。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、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家庭等方面。它可以使人们从繁重的工作中解脱出来，更好的享受科技给我们带来的乐趣。自动化专业是在不断向前发展的、工业化与信息化相结合的一门技术，已从早期的局部自动化发展到了综合自动化时代，一些新技术和其它学科的发展与它相互促进，共同发展。按照这些思路已经研究出的智能控制的理论和技术有专家控制系统 、模糊控制系统 、神经控制系统及学习控制系统等。 因此，自动化是工业、农业、国防和科学技术现代化的重要条件和显著标志。

二、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。

1、自动化技术形成时期(18世纪末～20世纪30年代)

1788年英国机械师J.瓦特发明离心式调速器(又称飞球调速器)，并把它与蒸汽机的阀门连接起来，构成蒸汽机转速的闭环自动控制系统(见图瓦特离心式调速器对蒸汽机转速的控制 )。瓦特的这项发明开创了近代自动调节装置应用的新纪元，对第一次工业革命及后来控制理论的发展有重要影响。

2、局部自动化时期(20世纪40～50年代)

第二次世界大战时期形成的经典控制理论对战后发展局部自动化起了重要的促进作用。在第二次世界大战期间，德国的空军优势和英国的防御地位，迫使美国、英国和西欧各国科学家集中精力解决了防空火力控制系统和飞机自动导航系统等军事技术问题。在解决这些问题的过程中形成了经典控制理论，设计出各种精密的自动调节装置，开创了系统和控制这一新的科学领域。

3、综合自动化时期(20世纪50年代末起至今)

20世纪50年代末空间技术迅速发展，迫切需要解决多变量系统的最优控制问题。许多学者试图把经典控制理论推广到多变量系统的控制，都遭到了失败。需要寻求新的理论和方法，于是诞生了现代控制理论。现代控制理论的形成和发展为综合自动化奠定了理论基础。在这一时期，微电子技术有了新的突破。1958年出现晶体管计算机，1965年出现集成电路计算机，1971年出现单片微处理机。微处理机的出现对控制技术产生了重大影响，控制工程师可以很方便地利用微处理机来实现各种复杂的控制，使综合自动化成为现实。

三、自动化技术的应用

自动化技术在机械加工、采矿冶炼、化学工业、电力系统、交通运输、农业生产、环境保护、医药卫生、军事技术、航空航天、科学研究、办公服务等领域都得到了广泛的应用。例如：机械制造自动化、过程工业自动化、电力系统自动化、飞行器控制……

自动化技术还广泛运用于和我们生活紧密相关的智能建筑上。总的来说，它就是把对工业生产的最优化转化为建筑舒适程度的最优化。设计和建造一个安全、舒适、高效、节能环保的大厦是它的基本目标。通过布线系统和信息终端使建筑“耳聪目明”，做出相应的决策，也就是所谓的“智能”。对大楼供电、照明、报警、消防、电梯、空调等设备监控和管理，对设备运行参数进行实时控制与监视、或节能控制、非正常运行状态报警。几通过办公自动化及通信自动化系统的综合设计，来提高大楼的舒适性、安全性、节能性，降低费用，实现高度的集成化管理。

自动化正在与其它学科相互交融，朝着更多的应用领域延伸，例如：经济控制论的形成，直接推动了国民经济的发展；人口控制论的研究，为计划生育工作的决策起到指导作用，并造福与子孙后代；环境系统工程已经成为世界性的大课题。人类为了生存与发展，必须采取各种措施来改善环境，自动化理论与技术在这方面大有作为；在国际关系领域、军事领域以及社会治安综合治理等领域，均离不开自动化学科的介入及其研究成果的应用。

在工业上，计算机集成制造系统使自动化无人工厂成为现实。

在农牧业中也有许多先进的自动化设备和技术。如自动化农场……

在社会的各个领域，我们都能看到自动化的身影。

四、自动化的展望

自动化是新的技术革命的一个重要方面。自动化技术的研究、应用和推广，对人类的生产、生活等方式将产生深远影响。生产过程自动化和办公室自动化可极大地提高社会生产率和工作效率，节约能源和原材料消耗，保证产品质量，改善劳动条件，改进生产工艺和管理体制，加速社会的产业结构的变革和社会信息化的进程。

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年代以来，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。

五、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、学习目标明确具体。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。

2、把握所学内容，融会贯通所学知识。自动化技术在各行各业有着如此广泛的用途，我们应该举一反三，学有所用。

3、正确利用书籍。多去借阅一下这方面的书籍，多关注最新的时事动态。将自己与专业融为一体，真正体会其中的奥妙和乐趣。

4、重视实践学习。“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，对以后的发展做好铺垫。

5、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。

总之，只要勤恳认学、方法得当、理论与实践相结合、不断接受新事物，学好自动化技术就指日可待。

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.

[3]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.

[4]郑南宁，贾新春，袁泽剑.控制科学与技术的发展及其思考.

[5]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），2005，36（5）：721-726.□

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