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对简便自动化的认识

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发表时间:2017-07-24 09:27作者:益至精益咨询网址:http://www.yizlean.com

  简便自动化学科主要是学习和发挥各种控制方法,策略和理论!自动化学科的发展可以追溯的上世纪的四十年代,发展迅速。自动化技术在我们的生活中各个方面都有广泛的应用。随着科技的发展,简便自动化学科正面临着空前的挑战和发展机遇。  

  1、自动化学科定义

  自动化,顾名思义是指实现过程或系统的自动运行,但它比用机械取代人的肢体劳动即机械化有着更深更广的含义,其核心就是用控制论、系统论和信息论的思想去实现有目的的行为,这里不仅包含了人类肢体行为的机械化延伸,而且包含了人类高级传感行为和思维行为的信息化延伸。

学科(Discipline)是现代科学技术的一种分类法,具有明确的定义(含义)。学科应具有两方面的含义,分别对应着科学技术研究(知识)与科学工程教育(学习与教学)。

  综上所述,自动化学科主要是学习和发挥各种控制方法,策略和理论!

  2、自动化学科的特点

  自动化学科有着其鲜明的技术特征。首先,自动化是信息科学与技术的重要组成部分,它是在信息获取、传输和处理的基础上,实现信息的利用,是人类改造自然目标的最终落实;

  其次,自动化不仅包含利用信息实现目标的原理和方法,而且包含作为其载体的技术和装备,并最终将它们集成在自动化系统中,涉及到从理论、方法、技术到设备的各个层面,具有包容数学、软件、电子、电气及各类专业技术人才的特点;

  第三,自动化科学与技术是以控制论、系统论、信息论为基础的通用科学与技术,与各领域具体实践相结合,可形成各门各类的自动化,如机械制造自动化、化工自动化、核工程自动化、农业自动化等,因而其理论、方法和技术对各行各业具有普适性;

  第四,自动化的水平和程度不仅取决于控制的思想和方法,而且与检测技术、执行装置、特别是各类信息技术密切相关,因而在信息技术飞速发展的今天,始终面临着新的挑战而充满发展生机。

  3、自动化技术的发展历史

  自动化科学和技术的发展,大致经历了这样几个阶段,20世纪40年代出现的经典控制理论,首次为自动化学科奠定了理论基础。它以系统的频率域描述和分析设计方法为基础,通过对系统输入输出的频域测试,建立系统的模型,并通过设计前馈补偿和反馈校正,使系统稳定运行,并使输出达到期望值。这通常被认为是以控制为基础的自动化的第一代理论。

  20世纪60年代,随着航天航空事业的发展,出现了以状态空间法为基础的现代控制理论,这一理论通过深入到对系统内部状态的描述,从信息层面上更深刻地刻划了系统的特征,在此基础上发展起来的状态空间设计方法不仅可以处理多变量系统的控制问题,而且在控制中开始渗入优化的概念,为实现高质量的自动化提供了有力的手段。在此期间,自动控制的理论和应用得到了蓬勃发展,系统辨识、最优控制、自适应等新理论和新思想不断涌现,并在航天航空、工业、工程领域得到了广泛的应用。

  20世纪70年代以来,随着计算机技术的发展和普及,人们处理复杂信息加工的能力得到了显著加强,从而有力地推动了自动化技术的全方位发展,其最主要的应用领域是:以计算机控制为代表的工业过程控制和工业机器人,以计算机集成信息处理为代表的制造系统CIMS。在此期间,由于信息处理能力的加强,解决高维大系统控制、优化问题的大系统理论、解决带有不确定性控制问题的鲁棒、自适应控制理论、解决难以数学建模系统控制问题的智能控制理论等都成为自动化研究领域中新的热点,并迅即在各领域中得到了应用。

  4、自动化学科面临的机遇与挑战

  当前,从全球范围来看,自动化学科正面临着空前的挑战和发展机遇。这种挑战首先来自社会经济和科技的发展,随着经济全球化及市场竞争的日趋激烈,自动化作为一种高科技,其作用已远不止传统理解上的以自动机器取代人工劳动,而成为优质高产、节能降耗、快速应变、整体优化的关键技术,不仅传统工业领域,而且各种新兴工业领域,乃至诸多社会工程,如建筑、交通、物流、港口、环保、通信等,以及农业、经济、生物等广泛领域,都对自动化提出了以提高效率、实现优化为目标的各种要求。

  其次,现代信息技术的发展使人们获取信息的能力大为提高,但紧接着的问题就是:面对从网络获取的大量信息,有着处理能力不断提高的新型计算机,应该如何充分有效地利用这些信息去实现人们改造自然的最终目标,这一任务又落到了自动化的身上。可以说,发展的需求和信息技术的支撑,从不同角度为自动化学科的发展注入了新的活力。  

  总而言之,自动化本来就是一门宽口径的学科,当前它的应用领域正在不断扩展,它与其它信息技术的结合越来越紧密,这两方面的推动力正在改变着自动化学科的传统研究内容。



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