我对自动化学科的认识 刘彦博

作者：刘彦博  河北工业大学控制科学与工程学院  自动化C095 学号096318

摘要：自动化是一门涉及学科较多、应用广泛的综合性科学技术。作为一个系统工程，它由5个单元组成：A程序单元。决定做什么和如何做。B作用单元。施加能量和定位。C传感单元。检测过程的性能和状态。D制定单元。对传感单元送来的信息进行比较，制定和发出指令信号。E控制单元。进行制定并调节作用单元的机构。

关键词：自动化学科  发展  电子  单片机

一、概述

自动化，顾名思义，就是机器设备、系统或过程，在没有人或者较少人的直接参与下，按照人的要求，经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制，实现预期的目标。而自动化学科，就是研究学习自动化的一个科学技术分支。

二、自动化涉及的内容

自动化是一门涉及学科较多、应用广泛的综合性科学技术。作为一个系统工程，它由5个单元组成：A程序单元。决定做什么和如何做。B作用单元。施加能量和定位。C传感单元。检测过程的性能和状态。D制定单元。对传感单元送来的信息进行比较，制定和发出指令信号。E控制单元。进行制定并调节作用单元的机构。

自动化的研究内容主要有自动控制和信息处理两个方面，包括理论、方法、硬件和软件等，从应用观点来看，研究内容有过程自动化、机械制造自动化、管理自动化、实验室自动化和家庭自动化等。

三、自动化发展

1946年，美国福特公司的机械工程师D.S.哈德最先提出“自动化”一词，并用来描述发动机汽缸的自动传送和加工的过程。50年代，自动调节器和经典控制理论的发展，使自动化进入以单变量自动调节系统为主的局部自动化阶段。60年代，随现代控制理论的出现和电子计算机的推广应用，自动控制与信息处理结合起来，使自动化进入到生产过程的最优控制与管理的综合自动化阶段。70年代，自动化的对象变为大规模、复杂的工程和非工程系统，涉及许多用现代控制理论难以解决的问题。

自动化技术形成时期是在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﹐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。瓦特的这项发明开创了近代自动调节装置应用的新纪元﹐对第一次工业及后来控制理论的发展有重要影响。进入20世纪以后﹐工业生产中广泛应用各种自动调节装置﹐促进了对调节系统进行分析和综合的研究工作。20世纪40～50年代是局部自动化时期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。50年代以后﹐经典控制理论有了许多新的发展。经典控制理论的方法基本上能满足第二次世界大战中军事技术上的需要和战后工业发展上的需要。

20世纪40年代中发明的电子数字计算机开创了数字程序控制的新纪元﹐虽然当时还局限于自动计算方面，但ENIAC和EDVAC的制造成功﹐开创了电子数字程序控制的新纪元。20世纪50年代末起至今是综合自动化时期，这一时期空间技术迅速发展﹐迫切需要解决多变量系统的最优控制问题。于是诞生了现代控制理论。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。

四、自动化的国内外趋势和发展

国外自动化技术的发展趋势是系统化、柔性化、集成化和智能化。自动化技术不断提高光电子、自动化控制系统、传统制造等行业的技术水平和市场竞争力，它与光电子、计算机、信息技术的融合和创新，不断创造和形成新的行业经济增长点，同时不断提供新的行业发展的管理战略哲理。

在我国，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的重要内容，并得到迅速发展。

五、我对自动化学科的看法

就我个人观点来看，自动化的发展在国际上，尤其是在我国，还有待加强。自动化是各学科融合的结晶，涉及电工技术、电子技术、控制理论、自动检测与仪表、信息处理、系统工程、计算机技术与应用和网络技术等较宽广领域的工程技术基础和一定的专业知识，与运动控制、工业过程控制、电力电子技术、检测与自动化仪表、电子与计算机技术、信息处理、管理与决策等领域有着密切关系，由于每个人的精力有限，所以不可能对所有涉及内容有深刻的了解。

但是随着科学技术的发展，现代社会对自动化越来越高的要求，以及人类对自动化知识的积累，对自动化学科的研究也越发深入，摩尔定律目前尚且成立，科技的发展将呈现指数增长，自动化的发展，也将得到长足的进步。

我国的基础教育使得学生有较强的全学科的理论基础，这将极有利于学习自动化学科，将各个领域的先进成果融合到自动化，我相信，随着我国经济与科技的发展，我国的自动化研究，将领先全球。

六、参考文献

1．电气自动化技术网，http://www.dqjsw.com.cn

2．《过程控制与自动化仪表》，机械工业出版社 ，2007年07月

3．《自动化学报》