自动化专业讲座.ppt

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1、自动化专业讲座自动化专业讲座自动化学院自动化学院 课程介绍n开课目的开课目的通过开设系列学科前沿讲座，介绍本通过开设系列学科前沿讲座，介绍本学科的前沿发展动态和热点技术学科的前沿发展动态和热点技术开拓同学们的视野，为专业课程学习开拓同学们的视野，为专业课程学习提供相关的资料提供相关的资料培养专业素养，激发专业学习的兴趣培养专业素养，激发专业学习的兴趣自动化专业介绍n什么是自动化？什么是自动化？n二个典型的高技术自动化系统二个典型的高技术自动化系统n自动化专业的培养目标自动化专业的培养目标n自动化专业的地位与作用自动化专业的地位与作用n自动化专业的知识领域自动化专业的知识领域n进一步深造的机会进

2、一步深造的机会n广阔的就业前景广阔的就业前景什么是自动化？n自动化是指机器设备、系统或过程（生产、自动化是指机器设备、系统或过程（生产、管理过程），在没有人或较少人的直接参与管理过程），在没有人或较少人的直接参与下，按照人的要求，经过自动检测、信息处下，按照人的要求，经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制，实现预期的目标理、分析判断、操纵控制，实现预期的目标n研究利用机器以部分或全部替代人的工作的研究利用机器以部分或全部替代人的工作的一门科学与技术，核心是自动控制一门科学与技术，核心是自动控制二个典型的高技术自动化系统 “嫦娥一号”卫星系统20072007年年1010月月2424日，中国首

3、颗探月卫星日，中国首颗探月卫星“嫦娥一嫦娥一号号”在西昌成功发射。在西昌成功发射。“嫦娥一号嫦娥一号”飞抵月球时，飞抵月球时，第一次启用了紫外敏感器进行调姿定向；环绕月球第一次启用了紫外敏感器进行调姿定向；环绕月球探测期间将遭遇探测期间将遭遇5 5小时月食，小时月食，“嫦娥一号嫦娥一号”经过了经过了“冬眠冬眠”继续工作。继续工作。 20102010年年1010月月1 1日，中国第二颗探月卫星日，中国第二颗探月卫星“嫦娥嫦娥二号二号”在西昌成功发射。和第一次不同，卫星直接在西昌成功发射。和第一次不同，卫星直接发射进入奔月轨道。发射进入奔月轨道。 二个典型的高技术自动化系统 拟人型机器人 从深度来

4、看从深度来看以工业生产为例，小到一个普通的设备以工业生产为例，小到一个普通的设备 电电机，大到企业的整个加工、制造系统乃至企业的整个生产过程机，大到企业的整个加工、制造系统乃至企业的整个生产过程 从广度来看从广度来看涉及第二产业涉及第二产业 工业自动化、第一产业工业自动化、第一产业 农业自农业自动化、第三产业动化、第三产业 服务自动化（如办公自动化、楼宇自动化、商服务自动化（如办公自动化、楼宇自动化、商务自动化、交通自动化等等）务自动化、交通自动化等等）涉及的系统可有人造系统（如机器系统、交通系统、电力涉及的系统可有人造系统（如机器系统、交通系统、电力系统、军事系统）和自然系统（如生命系统、生

5、态系统）系统、军事系统）和自然系统（如生命系统、生态系统）涉及的过程有生产过程、管理过程、决策过程等等。涉及的过程有生产过程、管理过程、决策过程等等。自动化涉及的范围自动化涉及的范围 自动化设备能克服人的局限性，完成人无法完成的工作自动化设备能克服人的局限性，完成人无法完成的工作 人易出错，自动化设备与系统完成作业的一致性与重复性要人易出错，自动化设备与系统完成作业的一致性与重复性要远高于人，使生产的产品质量大幅度地提高；远高于人，使生产的产品质量大幅度地提高； 人的视觉、人的手，无法完成精确（精细）动作，因而集成人的视觉、人的手，无法完成精确（精细）动作，因而集成电路的制作必须采用高精尖的自

6、动化设备；电路的制作必须采用高精尖的自动化设备； 人的人的“庞大庞大”躯体，无法在窄小空间中作业，从而各种管道躯体，无法在窄小空间中作业，从而各种管道（油管、水管）内的检修，需要各种管道机器人。（油管、水管）内的检修，需要各种管道机器人。 人无法承受高温、高压、深水、核等环境下的工作，必须采人无法承受高温、高压、深水、核等环境下的工作，必须采用各种自动化设备或机器人用各种自动化设备或机器人 不仅把人类从繁重的体力与部分脑力劳动中解放出来，而且可不仅把人类从繁重的体力与部分脑力劳动中解放出来，而且可以完成只靠人类自身所无法完成的许多精密、复杂的工作。以完成只靠人类自身所无法完成的许多精密、复杂的

7、工作。为什么需要自动化为什么需要自动化自动化专业的培养目标n自动化专业是一个宽口径的专业自动化专业是一个宽口径的专业n综合应用自动控制理论、计算机、电子和电气元部件、综合应用自动控制理论、计算机、电子和电气元部件、计算机网络、信息处理等技术计算机网络、信息处理等技术n从事与电气信息领域相关的自动化仪表和设备、嵌入从事与电气信息领域相关的自动化仪表和设备、嵌入式控制计算机、测控应用软件、运动控制系统、过程式控制计算机、测控应用软件、运动控制系统、过程控制系统、交通控制和智能建筑等综合自动化测控系控制系统、交通控制和智能建筑等综合自动化测控系统的研究、设计、开发、运行和维护统的研究、设计、开发、运

8、行和维护n培养高素质工程技术人才和管理人才，能在国民经济培养高素质工程技术人才和管理人才，能在国民经济诸多行业、研究院所、高新技术公司、高等院校从事诸多行业、研究院所、高新技术公司、高等院校从事宽口径、多学科交叉的科研、技术和管理工作，具有宽口径、多学科交叉的科研、技术和管理工作，具有良好的发展前景。良好的发展前景。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（加入自动控制器）自动化（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（系统、管理）先进自动化（系统、

9、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 展展自动化专业的地位与作用自动化专业的地位与作用信息化特点：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、三产业仅从工业的角度，信息化发展也可分三阶段：仅从工业的角度，信息化发展也可分三阶段： 一定在工业化的基础上计算机化（大规模使用计算机）一定在工业化的基础上计算机化（大规模使用计算机） 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（综合集成了系统、管理）先进自动化（综合集成了系统、管理） 实现先进自动化，就完成（工业）信息

10、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的最重要标志先进自动化是信息化的最重要标志（国内总体，数字化、网络化已有一定规模）（国内总体，数字化、网络化已有一定规模）自动化专业的地位与作用自动化专业的地位与作用n中共中央五中全会明确提出：以信息化带动工业化，发中共中央五中全会明确提出：以信息化带动工业化，发挥后发优势，实现社会生产力的跨越式发展的战略举措。挥后发优势，实现社会生产力的跨越式发展的战略举措。n自动化技术是信息技术和现代工业之间的桥梁，以信息自动化技术是信息技术和现代工业之间的桥梁，以信息化带动工业化，自动化技术任重道远。化带动工业化，自动化技术任重道远。n自动化技术

11、被列为我国高技术研究发展计划六个主题之自动化技术被列为我国高技术研究发展计划六个主题之一，国家各种科技计划均有不少自动化领域的重大项目。一，国家各种科技计划均有不少自动化领域的重大项目。n目前我国自动化水平还不高，各行各业对自动化人才有目前我国自动化水平还不高，各行各业对自动化人才有着广泛的需求。着广泛的需求。 自动化专业的知识领域 自动化专业的知识领域 自动化专业的知识体系 由三层知识构成，包括十个知识域 反映自动化专业特点的五个知识域 控制与智能、传感与检测 执行与驱动、对象与建模 系统与工程； 自动化专业知识体系的核心知识是 控制与智能、对象与建模控制与智能、对象与建模 系统与工程系统与

12、工程等三个知识域等三个知识域 也是自动化专业与其它专业的最大区别。 自动化专业的知识领域控制科学与工程学科的特点 一门多学科交叉的高技术学科自动化应用的特点 宽、广，几乎无所不包，伴随其它技术发展，越来越广学自动化专业的特点 需要学的知识多，并要求扎实 在工科学生中，自动化需要的数学知识最多 自动化的计算机要求仅次于计算机专业自动化专业的特点n多学科交叉、内涵丰富、外延宽广。利于培养宽口径、多面手、综合复合型人才；n 得益于具有方法论性质的科学方法、科学思想的熏陶，思想更开阔、也更有深度。非常利于培养具有创新能力的人才；n 特别需要从工程实际问题中抽象出系统问题的分析与综合能力，特别需要综合集

13、成解决系统问题的能力。有利于培养“将才”与“帅才”。自动化专业的特点自动化专业的特点符合厚基础、宽口径专业设立的要求；符合厚基础、宽口径专业设立的要求；符合淡化机、电等单机概念，突出含机、含电的系统符合淡化机、电等单机概念，突出含机、含电的系统概念；概念；符合淡化符合淡化“行业性的专业行业性的专业”，突出，突出“跨行业的专业跨行业的专业”的理念，具有中国特色。的理念，具有中国特色。自动化专业的特点n工业自动化n自动机器n自动生产线n无人车间n无人工厂自动化的应用领域LinuxPMACServo ControllerMotion ControllerMotion PlanningLocal Co

14、ntrollerInternetRobotCameraMicrophoneScanner机器人系统结构的例子机器人系统结构的例子nIntelligence and nhuman-machine interface以机器人为单元的无人化工厂制造业顶层信息化制造业顶层信息化现代集成制造系统现代集成制造系统 企业间层企业间层设备装置层设备装置层控制节点层控制节点层企业层企业层单元层单元层工程层工程层制造业底层自动化制造业底层自动化机器人与自动化装备机器人与自动化装备能量管理系统：电、气、水全自动管理能量管理系统：电、气、水全自动管理空气质量系统：温度、湿度、空气质量管空气质量系统：温度、湿度、空气质

15、量管理理安全消防系统：安检、消防自动报警、安全消防系统：安检、消防自动报警、 救护系统救护系统办公自动化办公自动化 ：l楼宇（管理）自动化楼宇（管理）自动化n无人飞机无人飞机n导弹导弹n自动火炮自动火炮n坦克坦克 交通自动化交通自动化 机器人机器人军事自动化壁面清洗机器人壁面清洗机器人擦玻璃机器人擦玻璃机器人采摘机器人 自动化是当代高科技的集中自动化是当代高科技的集中体现与应用。体现与应用。 智能机器人是当代高科技的智能机器人是当代高科技的结晶。结晶。 宋键宋键进一步深造的机会n主干学科主干学科“控制科学与工程控制科学与工程”具有一级学科博士授予具有一级学科博士授予权和博士后流动站，包含五个二

16、级学科权和博士后流动站，包含五个二级学科“控制理论与控制理论与控制工程控制工程”、 “系统工程系统工程”、 “模式识别与智能系模式识别与智能系统统”、“导航、制导与控制导航、制导与控制”、“检测技术与自动化检测技术与自动化装置装置”的博士和硕士学位授予权以及的博士和硕士学位授予权以及“控制工程控制工程”工工程硕士。程硕士。n“模式识别与智能系统模式识别与智能系统”是国家级重点学科，是国家级重点学科，“控制控制科学理论与工程是江苏省一级重点学科、国家一级重科学理论与工程是江苏省一级重点学科、国家一级重点学科培育学科和优势学科。点学科培育学科和优势学科。n每年招收硕士生每年招收硕士生160160名左右，博士生名左右，博士生3030名。名。 全国已有全国已有239239所学校设立所学校设立 “自动化自动化”专业，最专业，最多的工科专业之一（仅次于计算机专业），而多的工科专业之一（仅次于计算机专业），而“自自动化类专业动化类专业” 是中国最庞大的专业。是中国最庞大的专业。 “自动化自动化”专业一直是招生人数最多和最受用专业一直是招生人数最多和最受用人单位欢迎的专业之一，报考的学生多、毕业生一人