[物理]自动化概论.ppt

 报 告 内 容 一．引子 ——急需回答的问题 二．对自动化的认识 ——发展自动化的重要性 三．对自动化学科的认识 ——发展自动化学科的重要性 四．对自动化专业的认识 ——发展自动化专业的重要性 一．引子 有一系列难回答，但急需回答的问题！ 1）关于自动化 　自动化的确切含义？ 　在工业化、信息化中，自动化的位置在哪？ 　自动化的发展前景？ 一．引子 　　急需回答的问题： 2）关于自动化学科 　自动化学科的地位？ 　自动化学科与信息学科的关系， 　　　　是包容、还是相对独立？ 　自动化学科要解决的科学问题是什么？ 　　　　过去很清楚，现在说不清了？ 　自动化学科的发展方向？ 一．引子 急需回答的问题： 3）关于自动化专业 自动化专业与信息类其他专业的关系? 人才的通用性如何？ 我国的自动化专业特色在哪？ 发展前景如何？ 二． 对自动化的认识 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。 自动化涉及的范围极其广阔: 从深度来看——以工业生产为例，小到一个普通的设备 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； 从广度来看——涉及第二产业 工业自动化、第一产业 农业自动化、第三产业 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），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、生态系统），涉及的过程有生产过程、管理过程、决策过程等等。 自动化的魅力 自动化设备能克服人的局限性——生理阈值，完成人无法完成的工作，如： ①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； ②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动化设备； ③人的“庞大”的躯体，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。 ④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 自动化和自动化学科的关系——相互依存 自动化科学与技术是自动化的源泉与基础 其物化是自动化设备与系统 其应用包括自动化设计、自动化制造 自动化工程、自动化管理 自动化决策、自动化运行等 自动化（应用） 是自动化科学与技术的用武之地； 是自动化专业毕业生的主要用武之地。 三．对自动化科学与技术学科的认识 广义科学技术体系结构 自动化科学的定位与任务 一门技术科学、一门应用基础科学 研究的基本任务是为自动化技术（包括设计、制造、控制和管理计算机集成制造系统CIMS、计算机集成过程控制系统CIPS等先进自动化系统）和控制工程（包括控制航天器这样的设备）提供科学理论基础。 致力于带有一定普遍性或共性的新的控制原理和新的系统方法的研究，使其在实际控制工程和自动化技术中发挥创新的作用。 自动化技术的定位与任务 一门工程应用技术 研发的基本任务： 一方面将自动化科学原理与方法转换为工程实用技术（包括工具和手段），使得能应用于工程实际，将自动化科学的研究成果迅速转换为生产力； 另一方面将工程实际中遇到的技术问题提炼、抽象成为科学问题，为自动化科学研究提供新的研究对象。 自动化科学解决什么科学问题？ 自动化技术研究什么针对技术？传统意义上如何？ 当前又如何？ 传统意义上，自动化科学研究的焦点 ——系统的物理学特性 需要解决的基本问题 ——给定值控制问题、跟踪问题和自主问题 其基本科学问题 ——建模问题、稳定性问题、动态特性问题 适应性（鲁棒性）问题和自主性问题自动化技术研究的针对性工程应用技术 ——模型技术、检测技术、执行技术、 控制（计算）技术。 自动化科学与技术的发展自动化科学的奠基者维纳在“控制论”第二版中指出： “如果一门科学学科是真正有生命力的，它的引人兴趣的中心就必须而且应该随着岁月而转移”，“因此，控制论科学家应该继续走向新的领域，应该把它的大部分注意力转移到近十年的发展新思想上去。” 自动化科学与技术的发展 最初——处理系统的物理特性， 基础自动化，物质、能量 当前——处理