第1次课---对电气工程及其自动化专业的理解.pdfVIP

专业名称：电气工程及其自动化关键词：电气工程自动化

专业名称：电力系统自动化关键词：电力系统自动化

分析这个专业还要从名字开始。

一、电气工程（ElectricalEngineering简称EE）是现代科技领域中的核心学科之一，更是当今

高新技术领域中不可或缺的关键学科。例如正是电子技术的巨大进步才推动了以计算机网络为基础

的信息时代的到来，并将改变人类的生活工作模式等等。

从某种意义上讲，电气工程的发达程度代表着国家的科技进步水平。正因为此，电气工程的教

育和科研一直在发达国家大学中占据十分重要的地位。

1、电气工程的定义

传统的电气工程定义为用于创造产生电气与电子系统的有关学科的总和。

此定义本已经十分宽泛，但随着科学技术的飞速发展，21世纪的电气工程概念已经远远超出上述定

义的范畴，斯坦福大学教授指出：今天的电气工程涵盖了几乎所有与电子、光子有关的工程行为。

本领域知识宽度的巨大增长，要求我们重新检查甚至重新构造电气工程的学科方向、课程设置及其

内容，以便使电气工程学科能有效地回应学生的需求、社会的需求、科技的进步和动态的科研环境。

2、影响电气工程的主要因素

今后若干年内对电气工程发展影响最大的主要因素包括：

a、信息技术的决定性影响。

信息技术广泛地定义为：包括计算机、计算机网络及通讯系统，以及用来传感、处理、存储和显示

各种信息等相关支持技术的综合。信息技术对电气工程的发展具有特别大的支配性影响。信息技术

持续以指数速度增长在很大程度上取决于电气工程中众多学科领域的持续技术创新。反过来，信息

技术的进步又为电气工程领域的技术创新提供了更新更先进的工具基础。

b、与物理科学的相互交叉面拓宽。由于三极管的发明和大规模集成电路制造技术的发展，固体电

子学在20世纪的后50年对电气工程的成长起到了巨大的推动作用。电气工程与物理科学间的紧密

联系与交叉仍然是今后电气工程学科的关键，并且将拓宽到生物系统、光子学、微机电系统（MEMS）。

21世纪中的某些最重要的新装置、新系统和新技术将来自上述领域。（微机电系统（MicroElectro-Mechanical

Systems，MEMS）是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、直至接口、通信和电源等于一体

的微型器件或系统。MEMS是随着半导体集成电路微细加工技术和超精密机械加工技术的发展而发展起来的。

微机电系统是微电路和微机械按功能要求在芯片上的集成，尺寸通常在毫米或微米级，具有重量轻、功耗低、耐用性好、价格低廉

等优点。自八十年代中后期崛起以来发展极其迅速，被认为是继微电子之后又一个对国民经济和军事具有重大影响的技术领域，将成为21

世纪新的国民经济增长点和提高军事能力的重要技术途径。

MEMS(微机电系统)最初大量用于汽车安全气囊，而后以MEMS传感器的形式被大量应用在汽车的各个领域，随着MEMS技术的进

一步发展，以及应用终端“轻、薄、短、小”的特点，对小体积高性能的MEMS产品需求增势迅猛，消费电子、医疗等领域也大量出现了

MEMS产品的身影。）

c、快速变化。技术的飞速进步和分析方法、设计方法的日新月异，使得我们必须每隔几年对工程问

题的过去解决方案重新全面思考或审查。

3、教学与科研领域

美国主要大学电气工程学科的教学与科研领域简要归纳为11个方向：它们是通讯与网络，计算机科

学与工程，信号处理，系统控制，电子学与集成电路，光子学与光学，电力，电磁学，微结构

（Microstructure），材料与装置，生物工程

二、自动化（Automation）是指工具或生产过程不依赖或少量依赖人的干预而主要依靠预设指令和

程序自动完成工作的过程。

采用具有自动控制，能自动调节、检测、加工的机器设备、仪表，按规定的程序或指令自动进行作

业的技术措施。其目的在于增加产量、提高质量、降低成本和劳动强度、保障生产安全等。自动化

程度已成为衡量现代国家科学技术和经济发展水平的重要标志之一。

自动化一词最早来源于美国福特公司的机械工程师D.S.哈德，1946年他用这个词来描述汽车发动的

工作生产过程。但事实上，自动化科学的基础早在19世纪末期就已经奠定。自动化科学出现的原

因是为了控制那些自工业革命来越来越复杂的机械设备，诸如汽车、飞机等。此外现代工业生产上

的流水线和精密设备，也越来越难以单纯的依靠人手来控制。这些新产品和技术导