自动化科学与技术学科的内容、地位与体系(东南大学戴中先).ppt

 报 告 内 容 一．研究的背景 ——开展研究的重要性 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．研究的背景 有一系列难回答的问题！ 如： 1）在工业化、信息化中， 自动化的位置在哪？ 2）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？ 3）自动化学科涉及范围那么广， 如何有效开展研究？ 4）自动化学科与信息学科的关系， 是包容、还是相对独立？ 5）我国的自动化专业有无特色， 发展前景如何？ 二． 对自动化的认识 三．对自动化科学与技术学科的认识 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。 当前 自动化科学与技术 焦点和难点在哪？ 自动化科学与技术的发展特点之一 最初——处理系统的物理特性， 基础自动化，物质、能量 当前——处理系统的复杂性， 先进自动化，主要是信息 检测、计算、通信、执行和复杂性技术成本/性能曲线 当前，自动化科学研究的焦点和难点 ——系统的复杂性，需要解决的基本问题或基本科学问题 ——复杂系统的建模问题 综合集成问题（包括人） 整体优化问题、失效容错问题 和系统智能问题自动化技术主要包括 ——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。 三 对自动化学科的认识（续） 自动化学科与信息学科的关系  自动化科学与信息科学同根、同源信息科学的基础 《信息论》与《控制论》、《系统论》自动化科学的基础 《控制论》、《系统论》与《信息论》 自动化技术涉及到信息技术的全部 注意两点：1）自动化科学与信息科学的同根、同源，自动化技术涉及到信息技术的全部，并不隐含着： 自动化技术可替代信息技术2）我国国家自然科学基金，将自动化科学划归信息科学部。并不隐含着：  信息技术包含了自动化技术自动化技术的重点是在 信息的控制应用上 自动化技术的作用是如何有效地 利用信息来促进能量与物质的有效利用。 对自动化学科的认识（续）自动化科学与技术学科的研究层次 为什么要分自动化学科的研究层次？  自动化科学技术包含面太宽 ——多学科交叉难以从最基础的理论到最实际的具体工程应用 都面面俱到地、均衡地去研究或学习。应该确保科学与技术（工程）不分家的前提 分层次的、有重点的去研究与学习 如何分自动化学科的研究层次？  根据被控制的对象的 不同物理、数学形态 自动化学科研究可分为三个不同层次： 1） 模型的控制，突出学科的数学特征； 2） 信息的控制，突出学科的信息特征； 3） 实体的控制，突出学科的工程特征。 实体的控制 ——工程中具体对象（实际设备）的控制 最基本、最实在的控制 最充分地体现了自动化科学技术的作用是如何有效地利用信息来促进能量与物质（如能源、材料和环境资源、人力资源等）的有效利用。 实体的控制的特点是：1）工程特征，明显的使能特性与对象依赖性；2）桥梁特性，信息与能量、物质之间的桥梁；3）交叉特征，与其它工程学科密切交叉。 信息的控制的特点： 1）信息特征。重点研究信息， 是信息科学技术的重要部分；2）系统特征。从系统的观点研究信息的控制 通过“综合”与“集成” 解决信息的控制3）渗透与扩散特性。解决带有一定普遍性或共性的对象的信息控制问题，目的又是为了改造世界，因而有强的渗透与扩散特性、广阔的应用范围。 模型的控制 面向控制的模型与一般模型的不同: