自动化学科简介省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

自动化学科介绍第1页 一对自动化认识一对自动化认识 二对自动化科学与技术认识二对自动化科学与技术认识 三对自动化学科认识三对自动化学科认识四四.对自动化专业认识对自动化专业认识 第2页一一 对自动化认识对自动化认识1.1.什么是自动化什么是自动化2.2.控制和自动化关系控制和自动化关系3.3.自动化和工业化关系自动化和工业化关系4.4.自动化和信息化关系自动化和信息化关系5.5.自动化技术应用自动化技术应用第3页1.1.什么是自动化？什么是自动化？(a)a)手手动动控控制制漫漫画画 (b)b)自自动动控控制制 图图1 1 水温手动控制和自动控制示意图水温手动控制和自动控制示意图第4页手臂,手人眼输入信号大脑人眼输出信号用自动装置代替人工操作水温控制系统反馈控制方块图水温控制系统反馈控制方块图第5页1-1-目标跟踪雷达目标跟踪雷达2-导弹导引雷达导弹导引雷达3-3-计算机雷达计算机雷达4-导弹发射架导弹发射架防空导弹制导防空导弹制导第6页各种当代火炮俯仰角和方位角都是自各种当代火炮俯仰角和方位角都是自动控制，尤其用双雷达控制防空导弹能够动控制，尤其用双雷达控制防空导弹能够自动跟踪高空飞行目标进行命中爆炸。自动跟踪高空飞行目标进行命中爆炸。第7页当代社会和当代生活当代社会和当代生活离不开对一些物理量离不开对一些物理量控制控制，包含实，包含实现对这种控制现对这种控制自动化自动化。比如公共电网上电压是。比如公共电网上电压是50周、周、220伏交伏交流电。为此，在发电厂就要设法控制电压、频率这两物理量为流电。为此，在发电厂就要设法控制电压、频率这两物理量为恒值恒值，这要采取自动调压和自动调频装置。在工业生产中，如，这要采取自动调压和自动调频装置。在工业生产中，如在化肥厂控制反应釜（塔）内温度和压力为在化肥厂控制反应釜（塔）内温度和压力为恒值恒值，使化学反应，使化学反应速度加紧。在机械加工厂金属切削机床上，经常是控制工件或速度加紧。在机械加工厂金属切削机床上，经常是控制工件或刀具转速为刀具转速为恒值恒值，使产品质量、产量能提升。而各种当代火炮，使产品质量、产量能提升。而各种当代火炮俯仰角和方位角都是自动控制。俯仰角和方位角都是自动控制。当代生活中，空调器保持室内温度为当代生活中，空调器保持室内温度为恒值恒值、卫生洁具水箱、卫生洁具水箱水位也保持为水位也保持为恒值恒值。其它如冰箱、洗衣机无不进行一些物理量。其它如冰箱、洗衣机无不进行一些物理量控制为控制为恒值恒值，而洗衣机更把洗衣、漂洗和脱水等操作，而洗衣机更把洗衣、漂洗和脱水等操作自动按程自动按程序序进行。进行。第8页1 1）.指指设备、过程或系统自动设备、过程或系统自动运行或自动控制（运行或自动控制（The The automatic operation or control of equipment,a automatic operation or control of equipment,a process,or a system)process,or a system)；自动化（自动化（AutomationAutomation）2 2）.用于实现自动运行或自动控制用于实现自动运行或自动控制技术或设备技术或设备（The The techniques and equipment used to achieve techniques and equipment used to achieve automatic operation or control)automatic operation or control)；3 3）.被自动控制或被自动控制或自动自动操作操作状态状态（The condition The condition of being automatically controled or of being automatically controled or operatted).operatted).第9页2.2.控制和自动化关系控制和自动化关系自动化与自动化与“设备、过程或系统等详细物理对象设备、过程或系统等详细物理对象”自动自动运行亲密相关，脱离了详细物理对象谈自动化是运行亲密相关，脱离了详细物理对象谈自动化是毫无意义。毫无意义。控制（控制（Control)Control)有驾驭或支配含义有驾驭或支配含义，是人们为实现所，是人们为实现所要到达目标而采取方法与伎俩，因而能够脱离物要到达目标而采取方法与伎俩，因而能够脱离物理对象而去研究控制。理对象而去研究控制。控制应用范围比自动化广，但本身含义却要比自动化控制应用范围比自动化广，但本身含义却要比自动化窄；就工程控制范围而言，控制只是自动化中关窄；就工程控制范围而言，控制只是自动化中关键概念之一；自动化是多个概念交叉、融合产物，键概念之一；自动化是多个概念交叉、融合产物，而控制却不是。而控制却不是。1 1）.自动化和控制是有不一样内涵两个概念自动化和控制是有不一样内涵两个概念第10页2 2）.自动化和控制概念外延自动化和控制概念外延第一第一.从控制科学开始从控制科学开始“延伸延伸”，即控制科学，即控制科学控制理控制理论论控制技术控制技术控制系统控制系统控制工程；控制工程；第二第二.从自动化应用开始从自动化应用开始“延伸延伸”，即自动化工程，即自动化工程自自动化设备动化设备自动化技术自动化技术自动化理论自动化理论自动化科学。自动化科学。3 3）.自动化科学和控制科学自动化科学和控制科学第一第一.从控制科学开始从控制科学开始“延伸延伸”，即控制科学，即控制科学控制理控制理论论控制技术控制技术控制系统控制系统控制工程；控制工程；第二第二.从自动化应用开始从自动化应用开始“延伸延伸”，即自动化工程，即自动化工程自自动化设备动化设备自动化技术自动化技术自动化理论自动化理论自动化科学。自动化科学。基础科学基础科学 信息科学信息科学 控制科学控制科学 系统科学系统科学技术科学技术科学 自动化科学自动化科学第11页 当前在许多场所，控制与自动化似乎是同义词，当前在许多场所，控制与自动化似乎是同义词，二者区分并不显著二者区分并不显著 。但严格说来，控制与自动化。但严格说来，控制与自动化含义是不一样，含义是不一样，控制较强调科学思想和方法，自动控制较强调科学思想和方法，自动化则较强调系统实现。化则较强调系统实现。控制既能够是自动，也能够控制既能够是自动，也能够是人工，而自动化最直接含义是使系统自动运行，是人工，而自动化最直接含义是使系统自动运行，这里并非一定需要有控制行为。即使如此，我们还这里并非一定需要有控制行为。即使如此，我们还是要认可控制与自动化在大多数情况下是一致，因是要认可控制与自动化在大多数情况下是一致，因为我们希望控制最好能自动实现以降低人工控制负为我们希望控制最好能自动实现以降低人工控制负担和不稳定性，同时我们也希望自动化系统性能更担和不稳定性，同时我们也希望自动化系统性能更优更加好，经常会用控制思想和方法提升系统质量。优更加好，经常会用控制思想和方法提升系统质量。第12页 3.3.自动化与工业化关系自动化与工业化关系 工业化特点：专指工业，尤其是制造业工业化特点：专指工业，尤其是制造业 工业化发展三阶段：工业化发展三阶段：机械化（大规模使用机器系统机械化（大规模使用机器系统）电气化（加入电机、电网络）电气化（加入电机、电网络）自动化自动化（加入自动控制器）（加入自动控制器）实现自动化，就完成工业化实现自动化，就完成工业化 当前来说：当前来说：自动化是工业化最主要标志自动化是工业化最主要标志 （国内总体来说，已机械化、电气化）（国内总体来说，已机械化、电气化）第13页 4.4.自动化与信息化关系自动化与信息化关系 信息化特点：不单指工业，包含第一、三产业信息化特点：不单指工业，包含第一、三产业 仅从工业角度，仅从工业角度，信息化发展也可分三阶段信息化发展也可分三阶段：一定在工业化基础上一定在工业化基础上 计算机化（大规模使用数字计算机）计算机化（大规模使用数字计算机）网络化（实现计算机网络）网络化（实现计算机网络）先进自动化先进自动化（综合集成了系统、管理）（综合集成了系统、管理）实现先进自动化，就完成（工业）信息化实现先进自动化，就完成（工业）信息化 先进自动化是信息化最主要标志先进自动化是信息化最主要标志（国内总体，数字化、网络化已经有一定规模）（国内总体，数字化、网络化已经有一定规模）第14页机械化（应用机器系统机械化（应用机器系统）电气化（加入电机、网络）电气化（加入电机、网络）自动化自动化（加入自动控制器）（加入自动控制器）计算机化（应用数字计算机）计算机化（应用数字计算机）网络化（实现计算机网络）网络化（实现计算机网络）先进自动化先进自动化（系统、管理）（系统、管理）智能化（引入智能）智能化（引入智能）知识化（处理知识）知识化（处理知识）工业化工业化信息化信息化知识化知识化社社会会总总发发展展第15页（基础）自动化（关键是（基础）自动化（关键是控制控制）是是工业化完成是否标志工业化完成是否标志 自动化技术是工业化关键技术自动化技术是工业化关键技术先进自动化（关键是先进自动化（关键是信息、控制、系统信息、控制、系统）是是信息化完成是否标志信息化完成是否标志 先进自动化技术是信息化关键技术先进自动化技术是信息化关键技术第16页自动化技术与自动化技术与“两化两化”融合融合第17页 江泽民同志在党十六大汇报中提出，信息化是我国加紧实现工业化和当代化必定选择。坚持以信息化带开工业化，以工业化促进信息化，走出一条科技含量高，经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥新型工业化路子，这是本世纪头我国经济建设和改革主要任务之一。第18页十七大汇报十七大汇报()科学分析我国全方面参加经济全球化新科学分析我国全方面参加经济全球化新机遇新挑战机遇新挑战,全方面认识工业化全方面认识工业化,信息化信息化,城镇化城镇化,市场化市场化,国际化深入发展新形势国际化深入发展新形势新任务新任务发展当代产业体系发展当代产业体系,大力推进大力推进信息化与工信息化与工业化融合业化融合 怎样了解怎样了解?怎样落实怎样落实?19第19页20“发展战略发展战略”对信息化界定对信息化界定 信息化是充分利用信息技术，开发利信息化是充分利用信息技术，开发利用信息资源，促进信息交流和知识用信息资源，促进信息交流和知识共享，提升经济增加质量，推进经共享，提升经济增加质量，推进经济社会发展转型历史进程。济社会发展转型历史进程。第20页ERP:企业资源计划（Enterprise Resource Planning）MES:制造执行系统 (Manufactruing Execution Systems)PCS:过程控制系统(Process Control Systems)第21页22信息化支撑全球化战略信息化支撑全球化战略贸易全球化贸易全球化:EDI,电子商务电子商务制造全球化制造全球化:网络协同设计制造网络协同设计制造资产全球化资产全球化:ERP,供给链管理供给链管理,资产管理资产管理人才全球化人才全球化:HRM,知识管理知识管理第22页企业转型企业转型:扩展型扩展型/协同型企业协同型企业扩展型扩展型/协同型企业是基与协作协同型企业是基与协作-信用信用-多赢价值网络多赢价值网络,或称平台型企业或称平台型企业新思维新思维:“一流企业做平台一流企业做平台,二流企业二流企业做产品做产品,三流企业做加工三流企业做加工”案例案例:Cemex23第23页Cemex:Cemex:扩展型水泥企业扩展型水泥企业扩展型水泥企业扩展型水泥企业一家位于墨西哥水泥生产商一家位于墨西哥水泥生产商,藉助出色平台技藉助出色平台技术和精明管理术和精明管理,成功吞并十多个国家企业成功吞并十多个国家企业,统统一标准化运行一标准化运行,成为业务复盖成为业务复盖3030多个国家跨国多个国家跨国企业企业,不但提供水泥产品不但提供水泥产品,而主要提供相关建筑而主要提供相关建筑优质处理方案服务优质处理方案服务其关键竞争力在于包含九个商业组件协同平台其关键竞争力在于包含九个商业组件协同平台“在实现企业潜力过程中在实现企业潜力过程中,唯一威胁是传统观唯一威胁是传统观念念,认为水泥产业是静态认为水泥产业是静态,其产品是一个商品其产品是一个商品”-L.Zambrano-L.Zambrano“信息技术平台不是一个信息技术平台不是一个”系统系统”,而是一个在而是一个在人与人之间进行协调关键伎俩人与人之间进行协调关键伎俩”24第24页“e-enabling”目标：目标：让企业全部业务都以网络为基础，全部员让企业全部业务都以网络为基础，全部员工都能经过单一、个人化门户网站取得自己工都能经过单一、个人化门户网站取得自己档案和企业数据以及外部信息。尽管企业管档案和企业数据以及外部信息。尽管企业管理团体可能分散在世界各地，但全部运作都理团体可能分散在世界各地，但全部运作都将经过互联网进行集中操作。将经过互联网进行集中操作。第25页26第26页计算机网络计算机网络，实现了，实现了计算机与计算机计算机与计算机连连接。接。Internet网（即互联网），实现了网络网（即互联网），实现了网络间互联；间互联；Web在某种意义上实现了在某种意义上实现了人与人与人人互联。互联。如：如：QQ，邮件，游戏，邮件，游戏物联网物联网物联网物联网第27页什么是物联网？什么是物联网？物联网物联网“TheInternetofThings”,IOT。顾名思义就是顾名思义就是“物物相连互联网物物相连互联网”,有两层有两层意思：意思：第一第一物联网关键和基础依然是互联网，是在互物联网关键和基础依然是互联网，是在互联网基础之上延伸和扩展一个网络；联网基础之上延伸和扩展一个网络；第二第二其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信之间，进行信息交换和通信。其目标是让全部物品都与网络连接在一起，方便其目标是让全部物品都与网络连接在一起，方便识别和管理。识别和管理。第28页物联网是物联网是经过射频识（经过射频识（RFID）、）、红外感应器、全球定别位系统、激光扫红外感应器、全球定别位系统、激光扫描器等描器等信息传感设备信息传感设备，按约定，按约定协议协议，把，把任何任何物品与互联网连接物品与互联网连接起来，进行起来，进行信息信息交换和通信交换和通信，以实现，以实现智能化识别、定位、智能化识别、定位、跟踪、监控和管理跟踪、监控和管理一个网络一个网络。物联网定义物联网定义：第29页从技术角度了解：从技术角度了解：物联网是指物体相关信息经过智能物联网是指物体相关信息经过智能感应装置来采集，经过传输网络，感应装置来采集，经过传输网络，送达指定信息处理中心，最终实现送达指定信息处理中心，最终实现物与物、人与物之间自动信息交互物与物、人与物之间自动信息交互与处理智能网络。与处理智能网络。第30页从应用角度了解：从应用角度了解：物联网是指把世界上全部物体都联接到物联网是指把世界上全部物体都联接到一个网络中，形成一个网络中，形成“物联网物联网”，然后然后“物联网物联网”又与现有互联网结合又与现有互联网结合，实现人实现人类社会与物理系统整合，到达类社会与物理系统整合，到达以以愈加精愈加精细和动态方式管理生产和生活。细和动态方式管理生产和生活。第31页物联网基本理论模型物联网基本理论模型智能卡智能卡条形码条形码二维码二维码GPS传感器传感器技术技术网关网关设设备备近距离近距离通信通信因特网因特网跟踪定位跟踪定位高速高速数据数据网络网络第32页 从物联网本质上看，物联网是当代信息从物联网本质上看，物联网是当代信息技术发展到一定阶段后出现一个聚合性应技术发展到一定阶段后出现一个聚合性应用与技术提升。物联网将各种用与技术提升。物联网将各种感知技术感知技术、当代网络技术当代网络技术和和人工智能与自动化技术人工智能与自动化技术聚聚合与集成应用，使人与物智慧对话，创造合与集成应用，使人与物智慧对话，创造一个智慧世界。一个智慧世界。第33页物联网物联网=物理世界物理世界与信息网络无缝连与信息网络无缝连接接第34页智智慧慧地地球球物联网物联网感知技术感知技术RFID/传感器传感器/智能智能芯片芯片/纳米技术纳米技术无线传感网无线传感网(WSN)蓝牙蓝牙/ZigBee/WiFi/NFCM2M物物通信物物通信互联网互联网移动网移动网智能处理智能处理自动控制自动控制/模式识别模式识别/云计算云计算/SAAS第35页5.自动化技术应用自动化技术应用工业自动化：工业自动化：主要包含自动完成加工生产设主要包含自动完成加工生产设主要包含自动完成加工生产设主要包含自动完成加工生产设备自动化，自动完成正常生产进程过程自动化，备自动化，自动完成正常生产进程过程自动化，备自动化，自动完成正常生产进程过程自动化，备自动化，自动完成正常生产进程过程自动化，以及自动实现业务管理管理自动化。以及自动实现业务管理管理自动化。以及自动实现业务管理管理自动化。以及自动实现业务管理管理自动化。办公自动化：办公自动化：当代办公自动化正朝着计算机当代办公自动化正朝着计算机当代办公自动化正朝着计算机当代办公自动化正朝着计算机网络化和智能化方向发展。网络化和智能化方向发展。网络化和智能化方向发展。网络化和智能化方向发展。家庭自动化：家庭自动化：主要是指自动地实现生活服务主要是指自动地实现生活服务主要是指自动地实现生活服务主要是指自动地实现生活服务或提供信息服务或提供信息服务或提供信息服务或提供信息服务。农业自动化农业自动化军事自动化军事自动化军事自动化军事自动化第36页航空航天与运输航空航天与运输（a）F-18飞机，第一个利用能遥控自动驾驶仪飞机，第一个利用能遥控自动驾驶仪技术军用飞机之一，（技术军用飞机之一，（b）X-45（UCAV）无人）无人飞行器。飞行器。第37页机器人技术和智能机械机器人技术和智能机械（a）火星旅居者漫游者）火星旅居者漫游者（b）索尼爱波娱乐演出机器人）索尼爱波娱乐演出机器人 第38页第39页二、对自动化科学与技术认识二、对自动化科学与技术认识科学技术科学技术基础科学基础科学技术科学技术科学工程技术工程技术现场技术现场技术研发技术研发技术科科学学技技术术第40页基础科学基础科学自然科学自然科学数学数学系统科学系统科学社会科社会科学学技术科学技术科学信息科学信息科学自动化科学自动化科学运筹学运筹学其它技术科学其它技术科学工程技术工程技术信息技术信息技术自动化技术自动化技术广义信息技术广义信息技术第41页自动化科学（自动化科学（Automation Science/Automatics)Automation Science/Automatics)或或称控制系统科学（称控制系统科学（Control System Science)Control System Science),是一是一门门技术科学技术科学，起源于，起源于2020世纪初，控制论与工世纪初，控制论与工程控制论问世标志着这门技术科学基本成型。程控制论问世标志着这门技术科学基本成型。自动化技术（自动化技术（Automation Technology)Automation Technology)或称控制系或称控制系统技术统技术（Control System Technology)Control System Technology)或控制技术或控制技术。作为一门工程应用技术，自动化技术发展历史要更作为一门工程应用技术，自动化技术发展历史要更长，但其取得广泛应用是在自动化科学基本成熟和长，但其取得广泛应用是在自动化科学基本成熟和计算机与通信技术普及之后。计算机与通信技术普及之后。第42页自动化科学特点自动化科学特点1.自动化科学数学属性自动化科学数学属性严密理论特征严密理论特征2.自动化科学对象特征自动化科学对象特征鲜明改造世界特征鲜明改造世界特征3.自动化科学系统与社会属性自动化科学系统与社会属性系统复杂性系统复杂性特征特征4.自动化科学渗透与扩散特征自动化科学渗透与扩散特征普遍适用特普遍适用特征征第43页自动化科学与技术自动化科学与技术发展特点之一发展特点之一 最初最初处理系统处理系统物理特征物理特征，基础自动化基础自动化，物质、能量物质、能量 当前当前处理系统处理系统复杂性复杂性，先进自动化先进自动化，主要是，主要是信息信息第44页当前，自动化科学研究焦点和难点当前，自动化科学研究焦点和难点 系统复杂性系统复杂性，需要处理基本问题或基本科学问题需要处理基本问题或基本科学问题 复杂系统建模问题复杂系统建模问题 综合集成问题（包含人）综合集成问题（包含人）整体优化问题、失效容错问题整体优化问题、失效容错问题 和系统智能问题和系统智能问题自动化技术主要包含自动化技术主要包含 模型技术、仿真技术、集成技术、模型技术、仿真技术、集成技术、优化技术、可靠性技术和运行技术。优化技术、可靠性技术和运行技术。第45页 自动化科学与信息科学同根、同源自动化科学与信息科学同根、同源信息科学基础信息科学基础 信息论与控制论、系统论信息论与控制论、系统论自动化科学基础自动化科学基础 控制论、系统论与信息论控制论、系统论与信息论自动化学科与信息学科关系自动化学科与信息学科关系第46页自动化技术包括到信息技术全部自动化技术包括到信息技术全部第47页注意两点：注意两点：1 1）自动化科学与信息科学同根、同源，自动化）自动化科学与信息科学同根、同源，自动化技术包括到信息技术全部，技术包括到信息技术全部，并不隐含着：并不隐含着：自动化技术可替换信息技术自动化技术可替换信息技术2 2）我国国家自然科学基金，将）我国国家自然科学基金，将自动化科学自动化科学划归划归信息科学部信息科学部。并不隐含着：并不隐含着：信息技术包含了自动化技术信息技术包含了自动化技术自动化技术重点自动化技术重点是在是在 信息信息控制应用控制应用上上 自动化技术作用自动化技术作用是怎样有效地是怎样有效地 利用利用信息信息来促进来促进能量与物质能量与物质有效利用有效利用。第48页三、三、对自动化学科认识对自动化学科认识学科（学科（Discipline）是当代科学技术一个分是当代科学技术一个分类法。学科是类法。学科是“知识或教学一个分支知识或教学一个分支”。自。自动化学科含有两方面含义，分别对应着自动动化学科含有两方面含义，分别对应着自动化科学技术研究（知识）与自动化科学工程化科学技术研究（知识）与自动化科学工程教育（教学）。教育（教学）。第49页为何要分为何要分自动化学科研究层次自动化学科研究层次？自动化科学技术包含面太宽自动化科学技术包含面太宽 多学科交叉多学科交叉难以难以从最基础理论到最实际详细工程应用从最基础理论到最实际详细工程应用 都都面面俱到地、均衡地去研究或学习面面俱到地、均衡地去研究或学习。应该应该确保科学与技术（工程）不分家前提确保科学与技术（工程）不分家前提 分层次、有重点去研究与学习分层次、有重点去研究与学习第50页怎样分怎样分自动化学科研究层次自动化学科研究层次？依据被依据被控制控制对象对象 不一样物理、数学形态不一样物理、数学形态 自动化学科研究可分为自动化学科研究可分为三个不一样层次三个不一样层次：1 1）模型控制模型控制，突出学科数学特征；，突出学科数学特征；2 2）信息控制信息控制，突出学科信息特征；，突出学科信息特征；3 3）实体控制实体控制，突出学科工程特征。，突出学科工程特征。第51页实体控制实体控制 工程中工程中详细对象（实际设备）控制详细对象（实际设备）控制 最基本、最实在最基本、最实在控制控制 最充分地表达了自动化科学技术作用是怎样有最充分地表达了自动化科学技术作用是怎样有效地效地利用信息利用信息来来促进能量与物质促进能量与物质（如能源、材料（如能源、材料和环境资源、人力资源等）和环境资源、人力资源等）有效利用有效利用。实体控制特点是实体控制特点是：1 1）工程特征工程特征，显著使能特征与对象依赖性；，显著使能特征与对象依赖性；2 2）桥梁特征桥梁特征，信息与能量、物质之间桥梁；，信息与能量、物质之间桥梁；3 3）交叉特征交叉特征，与其它工程学科亲密交叉。，与其它工程学科亲密交叉。第52页 信息控制信息控制 “控制论控制论”对控制定义对控制定义:这这门门新新学学科科一一个个非非常常突突出出特特点点就就是是完完全全不不考考虑虑能能量量、热热量量和和效效率率等等原原因因，可可是是在在其其它它各各门门自自然然科科学学中中这这些些原原因因是是非非常常主主要要。控控制制论论所所讨讨论论主主要要问问题题是是一一个个系系统统各各个个不不一一样样部部分分之之间间相互作用定性性质以及整个系统总运动状态。相互作用定性性质以及整个系统总运动状态。控制论着眼点控制论着眼点:信息与控制信息与控制，或说，或说信息控制信息控制。第53页信息控制信息控制特点特点：1）信息特征。）信息特征。重点研究信息重点研究信息，是信息科学技术主要部分；是信息科学技术主要部分；2）系统特征。）系统特征。从系统观点研究信息控制从系统观点研究信息控制经过经过“综合综合”与与“集成集成”处理信息控处理信息控制制3）渗透与扩散特征。渗透与扩散特征。处理带有一定普遍性或处理带有一定普遍性或共性对象信息控制问题共性对象信息控制问题，目标又是为了改造世，目标又是为了改造世界，因而有强渗透与扩散特征、辽阔应用范围。界，因而有强渗透与扩散特征、辽阔应用范围。第54页模型控制模型控制面向控制模型与普通模型不一样面向控制模型与普通模型不一样:*描述子系统间交互作用方法不一样，要求描述子系统间交互作用方法不一样，要求反应出系统基本输入反应出系统基本输入/输出特征以及噪声抑制输出特征以及噪声抑制能力和互联稳定性；能力和互联稳定性；*在输入在输入/输出特征框架下，比较轻易将一个输出特征框架下，比较轻易将一个高逼真度复杂模型降阶成为低逼真度简单模高逼真度复杂模型降阶成为低逼真度简单模型，从而为复杂互连系统控制设计打下基础。型，从而为复杂互连系统控制设计打下基础。对自动化学科理论研究来说，与其它学科对自动化学科理论研究来说，与其它学科交叉更多地就表达在系统建模中交叉更多地就表达在系统建模中。第55页模型控制模型控制特点特点：1)抽象特征。模型提炼，使含有普适性。抽象特征。模型提炼，使含有普适性。对实际复杂互连系统进行模型化，进行加对实际复杂互连系统进行模型化，进行加工、改造，使更抽象、含有普适性；工、改造，使更抽象、含有普适性；2)数学特征。坚实数学基础。数学特征。坚实数学基础。许多新数学方法都是先用在自动化学科之后许多新数学方法都是先用在自动化学科之后再用于其它技术学科。再用于其它技术学科。3)理论特征。研究与自动化相关原理性问理论特征。研究与自动化相关原理性问题、提出含有普适性新控制理论与方法。题、提出含有普适性新控制理论与方法。第56页“模型控制模型控制”无电无电基础研究基础研究“信息控制信息控制”弱电弱电应用基础研究应用基础研究 （信息学部）（信息学部）“实体控制实体控制”强电强电应用基础研究应用基础研究 （工程学部）（工程学部）不一样控制之间区分与联络抽象，基础科学抽象，基础科学详细，实际工程详细，实际工程自然科学基金自然科学基金第57页模型控制模型控制无电无电信息控制信息控制弱电弱电 实体控制实体控制强电强电 自动化科学自动化科学基础研究（基础研究（973973）自动化技术自动化技术高技术研究（高技术研究（863863）抽象，基础科学抽象，基础科学详细，实际工程详细，实际工程不一样控制之间区分与联络（续）第58页四 对自动化专业认识*自动化专业知识体系；*自动化专业课程体系；*自动化专业特点；*自动化专业发展前景。第59页基本负反馈闭环控制结构基本负反馈闭环控制结构 第60页第61页第62页第63页自动化专业知识体系自动化专业知识体系 由三层知识组成，包含八个知识领域由三层知识组成，包含八个知识领域 反应自动化专业特点五个知识领域反应自动化专业特点五个知识领域 控制与智能、传感与检测控制与智能、传感与检测 执行与驱动、模型与仿真执行与驱动、模型与仿真 系统与工程；系统与工程；自动化专业知识体系关键知识是自动化专业知识体系关键知识是 控制与智能、模型与仿真控制与智能、模型与仿真 系统与工程系统与工程等三个知识领域等三个知识领域 也是自动化专业与其它专业最大区分。也是自动化专业与其它专业最大区分。第64页 四 对自动化专业认识（续）自动化专业课程体系第65页自动化专业自动化专业不一样课程体系不一样课程体系 对应学科不一样研究层次对应学科不一样研究层次 适应不一样院校、不一样专业设置：适应不一样院校、不一样专业设置：1）“模型控制模型控制”类课程体系，适合理科院校；类课程体系，适合理科院校；2）“信息控制信息控制”类课程体系，适合重点工科院校类课程体系，适合重点工科院校通识自动化通识自动化3)“实体控制实体控制”类课程体系，适合普通工科院校类课程体系，适合普通工科院校 “专业专业”自动化，如：商业自动化自动化，如：商业自动化 化工自动化、建筑自动化。化工自动化、建筑自动化。设置不一样类型课程体系设置不一样类型课程体系,有利于吸引更多人来学习有利于吸引更多人来学习自动化、掌握自动化、从而投身自动化事业，更有利于自动化、掌握自动化、从而投身自动化事业，更有利于学科与专业发展学科与专业发展。第66页四 对自动化专业认识（续）自动化专业特点第67页自动化学科自动化学科特点特点 一门多学科交叉高技术学科一门多学科交叉高技术学科自动化应用自动化应用特点特点 宽、广，几乎无所不包，宽、广，几乎无所不包，而且，伴随其它技术发展，越来越广而且，伴随其它技术发展，越来越广自动化专业自动化专业特点特点 需要学知识多，并要求扎实需要学知识多，并要求扎实在学工学生中，学自动化需要数学知识最多在学工学生中，学自动化需要数学知识最多学自动化学习计算机仅次于计算机专业学自动化学习计算机仅次于计算机专业第68页自动化专业特点自动化专业特点从培养学生角度从培养学生角度：1）多多学学科科交交叉叉、内内涵涵丰丰富富、外外延延宽宽广广。利利于于培培养宽口径、多面手、综合复合型人才；养宽口径、多面手、综合复合型人才；2）得得益益于于含含有有方方法法论论性性质质科科学学方方法法、科科学学思思想想熏熏陶陶，思思想想更更开开阔阔、也也更更有有深深度度。非非常常利利于于培养含有创新能力人才；培养含有创新能力人才；3）尤尤其其需需要要从从工工程程实实际际问问题题中中抽抽象象出出系系统统问问题题分分析析与与综综合合能能力力，尤尤其其需需要要综综合合集集成成处处理理系系统统问问题题能能力力。有有利利于于培培养养“将将才才”与与“帅帅才才”。第69页自动化专业特点从专业发展角度从专业发展角度：符合厚基础、宽口径厚基础、宽口径专业设置要求；符合淡化机、电等单机概念，突出含机、含电系统突出含机、含电系统概念；符合淡化“行业性专业”，突出“跨行业专业跨行业专业”理念，含有中国特色。为建立新教育体系做出了有益探索与尝试、提供了新思绪与可供借鉴经验。第70页四 对自动化专业认识（续）自动化专业发展前景第71页按当前发展思绪与发展趋势，我国自动化专业，应自动化专业，应 深入向厚基础、重（视）系统与管理方向发展；深入淡化机、电、计算机、通信等“单机”概念，突出含机、含电、含计算机、含通信网络大系统、复杂系统与人机系统概念；深入淡化电气信息类“自动化专业”特征，向真正“跨行业专业”方向努力。第72页 发展前景：自动化学科（专业）完全有可能率先发展成为一个包含当前许多学科（专业）大学科（专业），成为真正跨行业学科（专业）。第73页