自动化专业概论论文

自动化（专业）概论论文

一、 内容摘要：

简要介绍自动化的概念和发展简史、自动控制系统的类型和组成、基本的控制方法、应用范畴和发展展望。通过这篇论文能够激发我们大学生学习自动化专业知识的兴趣和热情。 二、关键词：

自动化技术 内涵 教育发展 应用 学习方法

Summary:

Brief introduction to the concept of automation and development history, the type of automatic control systems and components, the basic control method, application areas and development prospects. Through this paper can stimulate our students to learn professional knowledge of automated interest and enthusiasm. Keywords:

Automation technology Content Education Development Application Learning method

三、 前言：

所谓自动化，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。采用自动化科学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。

四、 内容：

1、 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。 1957 年 9 月 12 日国际自动控制联合会(IFAC)在巴黎召开成立大会。有 18 个国家的 代表团出席了这次大会。 中国是发起国之一。 会上通过了大会的章程和细则，选举美国自动 控制专家 H.切斯特纳为 IFAC 第一届主席。从 1960 年起每三年召开一次国际自动控制学术 大会，并出版《自动学》、《IFAC 通讯》等期刊，IFAC 的成立标志着自动控制这一学科已 经成熟，通过国际合作来推动系统和控制领域的新发展。

自动化技术的发展主要体现在

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以下两个方面：

1、三论：系统论、信息论、控制论。

2、两 个主题和一个关键。主题：稳定和优化，关键：建立被控对象的控制。自动化学科的发展， 主要体现在其理论越来越丰富， 并且在用理论解决实际课题方面有一系列重大突破。 理论的 意义在于指导实践。自动化正是因此而得到飞快的发展。

2、我对自动化、自动控制系统及自动化专业的认识

自动化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。自动化主要是人造系统的问题，如工厂中的机床、飞行器的飞行姿态控制等。而相比之下自动控制的概念就要广泛一些，它不仅涉及人造系统问题，还涉及社会的方方面面，如环境的控制、人口的控制、经济的控制。

自动控制系统是随着自动化学科的发展应运而生的，学者们把“转速自动调节系统”和“伺服机构”统一起来称为“自动控制系统”。其中伺服系统又叫做“随动系统”，它的特点是给定环节的信号是我们未知的，我们需要按照未知的规律来控制被控制量。由此可见，自动控制系统是一个不断变化的、动态的系统。

自动控制系统分为几个部分：给定环节、比较环节、执行环节。

给定环节，顾名思义给出输入信号反馈环节，通过对系统输出测量，将它转换成反馈信号；比较环节，对输入信号和反馈信号测量比较，从而产生“误差”信号，控制器就按照它实行调节；执行环节是将控制信号进行放大，是被控对象的被控量变化。

自动控制系统又分了很多种：恒值自动调节系统、程序自动控制系统、伺服系统。恒值自动调节系统应用于克服各种对于被调节量的扰动而带来

的控制问题，程序自动控制系统应用于给定信号已知的情况，这是与伺服系统相反的。它的控制方式又可以细分为开环控制系统、反馈控制、复合控制。其中在工业上用的最多的是反馈控制。它的关键在于对系统输出量进行测量，将它转换成反馈信号。

对于自动化专业，我想它是一个大有前景、应用广泛的“万金油”专业。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，自动化专业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。它应用广泛是因为它在我们生活中所占有的重要地位所决定的。火力发电、柔性生产线、彩印伺服系统无不是它应用广泛的生动例证。

3、自动化技术的应用领域

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

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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。

自动控制系统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。

4、自动化的展望

1）迈向实用化

在制造业高度繁荣、工业自动化蓬勃发展的今天，市场的变化、技术的更替都无时无刻不在影响着工业自动化向前发展的方向。而依托用户的使用需求和使用习惯，无疑已经成为众多工业自动化供应商的主流选择。

为用户提供实用有效的解决方案已经是工业自动化的主流；为客户提供一揽子工程更成为自动化业界的时尚趋势。

2）服务多元化

随着国际主流自动化供应商与产品用户的关系日趋紧密，各种服务方式层出不穷。而且在国际制造业发展现代服务业的推动与相关部门的指引下，自动化行业对于发展现代服务业也有了更深层 次的理解。 5、我对自动化的认识

进入大学后，我曾经感到有困惑。自动化这个专业是一个什么样的专业，在学习了自动化这个专业后，将来能干什么，就业前景如何？在学习了《自动化概论》以后，使我逐步了解了自动化专业，提高了对它的认识，使我了解了它的广泛应用、发展前景、就业方向。这也就促使我在今后的学习中，扎实基础，注重实践，努力学习自己的专业知识，为今后的工作或是继续深造打下坚实的基础。首先我们要明确学习目的，即掌握知识，掌握为人民服务，为社会主义祖国服务的本领，其次要重视实践学习。实践是检验真理的唯一标准。多参与实践，才能提高我们的动手能力 和创新能力。 五、 结语

总之，我们必须学好理论知识，然

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今天，自动化主流产品也在不断满足用户需求的前提下发生着变化：作为工控领域的主流控制产品，PLC依然占据着控制系统的龙头地位，目前正朝着小型化、开放性和网络化的方向发展；DCS作为过程控制的典型系统积极向上拓展，越来越多地扮演管控一体化的角色；IPC以其灵活、开放的特点，重新赢得了用户的青睐；CNC除了在机床上的应用外，也在向更广泛的领域延伸。

后理论联系实际，重视面向实际，勇于解决实际问题，重视创新应用。要严格要求自己，勤奋刻苦，持之以恒，为建设有中国特色社会主义事业而奋斗。

参考文献

1. 万百五 《自动化（专业）概论》 武汉理工大学出版，2010

2. 中国大百科全书总编辑委员会 《中国大百科全书》中国大百科全书出版社，1985 3. 吴蕴章 《自动控制理论基础》 西安交通大学出版社，1999

4. 黄坚 《自动控制原理及其应用》 高等教育出版社 2010

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