自动化专业知识结构)
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自动化专业知识结构讲座活动总结为了让同学们做好专业基础知识的认识和学习,做一个很好的宣传以及鼓励,同时提前让大家对自动化专业有一个比较全面的了解,让大家知道自己以后要学的是什么,鼓励大家及早做好规划,在十一月八日份由院学习部主办,院学生会学习部承办的自动化专业知识结构讲座圆满落下帷幕。
现总结如下:一、活动方式本次活动主要面向我院08、09、10级自动化专业,共200多名同学,由我院自动化系主任钱敏老师,主要针对自动化专业知识结构,和我校2008-2010教学培养计划以讲座形式进行讲解。
二、活动时间及地点:时间:十一月八日晚7:00-9:00 地点:阶九三、讲座程序方面一、前期准备宣传:1.海报:讲座开始前三天通过海报宣传“自动化专业知识结构”主题讲座”,传单宣传。
起到形象宣传的作用,能提升讲座形象或组织形象。
2.发布通知:说明讲座的内容以及进间地点,主讲人等信息。
3.海报位置:信工楼门前后勤:(由宣传部与记者团配合进行)1.设备:确认投影机、话筒、音响等设备是否具备、是否良好。
2.饮料等以及与教室管理老师联系的场地(教室)。
3.桌椅整齐排放,教室的整体布局、装饰。
4.由活动负责人安排监督人员,维持秩序,以及一些突发事件。
二、活动当天流程:1.会场的前期布置。
2.师生入场,主持现场入座。
3.请老师进行自动化专业知识结构讲座。
4.宣布讲座结束,组织全体师生退场。
5. 后勤工作。
三、活动后期:对整个活动进行总结,上交报告,并写好新闻稿。
(讲座人的介绍、会场讲座的照片、活动小结)四、人员安排1、会场布置由学习部、宣传部负责;2、记者团出二名现在记录和照相人员;四、讲座内容和效果通过此次讲座对我们做好专业知识的认识和学习。
做一个很好的宣传以及鼓励,同时提前让大家对自动化专业有一个比较全面的了解,让大家知道自己以后要学的是什么,鼓励大家及早做好规划。
让同学更加的了解自动化专业知识结构、为下一步的学习做好规划。
自动化专业知识点汇总自动化专业是一门涉及多学科知识的综合性学科,它融合了控制理论、电子技术、计算机技术、传感器技术等众多领域的知识,旨在实现各类系统的自动运行和优化控制。
接下来,让我们一起对自动化专业的重要知识点进行梳理。
一、控制理论基础控制理论是自动化专业的核心内容之一。
其中,经典控制理论主要研究线性定常系统,通过传递函数来描述系统的特性。
例如,PID 控制器就是经典控制理论中的常用控制器,它通过比例、积分和微分三个环节的组合,实现对系统的精确控制。
现代控制理论则以状态空间法为基础,能够处理更复杂的多变量、时变系统。
线性系统的能控性、能观测性,以及最优控制理论等都是现代控制理论的重要组成部分。
最优控制理论旨在寻找使系统性能指标最优的控制策略。
二、电子技术电子技术包括模拟电子技术和数字电子技术。
模拟电子技术中,我们需要了解放大器、滤波器、电源电路等的工作原理和设计方法。
运算放大器是一种重要的模拟器件,常用于信号放大和处理。
数字电子技术则涉及数字逻辑电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路等。
我们要掌握各种逻辑门的功能,如与门、或门、非门等,以及计数器、寄存器、译码器等常见数字电路的工作原理和应用。
三、计算机技术在自动化领域,计算机技术起着至关重要的作用。
首先是编程语言,如 C、C++、Python 等,用于编写控制算法和程序。
计算机控制系统也是关键知识点,包括数据采集与处理、数字控制器的设计、计算机网络在控制系统中的应用等。
另外,嵌入式系统在自动化设备中广泛应用,需要了解其原理和开发方法。
四、传感器技术传感器是获取系统信息的关键部件。
常见的传感器有温度传感器、压力传感器、位移传感器、速度传感器等。
我们要了解它们的工作原理、测量范围、精度等特性,以及如何将传感器输出的信号进行调理和转换,以便被控制系统所使用。
五、自动控制系统自动控制系统包括开环控制系统和闭环控制系统。
开环系统结构简单,但控制精度较低;闭环系统能够根据反馈信号不断调整控制作用,提高控制精度,但设计和调试相对复杂。
自动化专业的知识结构和体系一、机械自动化专业介绍1. 机械自动化是什么机械自动化专业一般是指将机械技术与电子、计算机技术结合在一起,将过程自动化,以提高机电一体化产品性能,机器效率及相关工程应用技术的研究。
它也可称之为智能化生产工程或机器电一体化技术工程。
机械自动化专业不仅仅涉及机械制造,同时也涉及计算机、电器、测控、传动学等多学科的研究,这些都是机械自动化专业比较重要的方向。
2. 机械自动化专业的核心知识机械自动化专业的核心知识涉及机械制造,计算机技术,电子技术,模拟处理,机电传动,数控,计算机辅助设计,电气智能保护,智能传感,机器人等多个领域。
要想学好机械自动化专业,首先需要具备扎实的机械制造与制造科学,计算机,电子技术,模拟处理,机电传动,数控,计算机辅助设计,电气智能保护,智能传感,机器人等基础知识。
3.机械自动化专业方向机械自动化专业一般集中在以下方向:1.机械设计与制造:主要研究设计制造工艺;2.机械制造工艺:主要研究如何用机械设备制造各类零部件和机械设备;3.机电结构分析:主要研究机械设备以及机械系统的结构及设计;4.机械控制:主要研究如何使用控制系统来控制机械设备的运行;5.机电传动及控制:主要研究机械传动和电气控制系统;6.计算机辅助设计与制造:主要研究利用计算机辅助设计及制造;7.智能机械控制系统:主要研究应用计算机网络、模型预测、智能感知、机器人操作等技术构成的智能控制系统。
二、机械自动化专业培养目标1. 通过培养,提高学生的技术能力和素质学习机械自动化专业,不仅培养学生理论知识及专业技术能力,还要强化学生具有跨学科理论知识协调技术能力的综合性和实践性,培养学生能掌握自动化工程设计、计算机技术、机电互换技术等基本理论和实际技能。
并要培养学生懂得国际化、专业化、多元化的思维方式和实践能力,能够熟练的运用现代办公软件,熟练的掌握机器电一体化技术,扎实的掌握有关自动化仪器控制技术,能够应用相关的信息技术实现相关的自动化技术。
自动化专业导论学习报告一、引言自动化专业是现代科学技术的重要学科之一,它研究如何利用各种技术手段和方法,实现对生产、工程和社会活动的自动控制和智能化管理。
本报告旨在介绍自动化专业的学习内容和要求,以及对该专业的个人理解和未来发展方向的展望。
二、自动化专业学习内容1. 基础学科自动化专业的基础学科包括数学、物理、电子技术、计算机科学等。
数学是自动化专业的基石,涉及到微积分、线性代数、概率论等数学工具的应用。
物理学为学生提供了理解自动化系统运行原理的基础知识。
电子技术是自动化系统的重要组成部分,学生需要学习电路原理、模拟电子技术和数字电子技术等知识。
计算机科学是自动化专业的核心学科,学生需要学习计算机编程、数据结构、算法设计等内容。
2. 自动化原理与技术自动化原理与技术是自动化专业的核心课程,主要包括控制理论、传感器与检测技术、信号处理与识别、系统建模与仿真等内容。
学生需要掌握控制系统的基本原理,了解不同类型的传感器和检测技术的工作原理,以及信号处理和识别的方法。
此外,学生还需要学习系统建模和仿真的方法,以便能够对自动化系统进行设计和优化。
3. 自动化设备与系统自动化设备与系统是自动化专业的实践性课程,学生需要学习各种自动化设备的结构和工作原理,如PLC(可编程逻辑控制器)、DCS(分散控制系统)等。
此外,学生还需要了解自动化系统的组成和运行方式,以及如何对系统进行调试和维护。
三、个人理解和未来发展方向个人理解,自动化专业是一门综合性强、实践性强的学科。
通过学习自动化专业,我深刻认识到自动化技术在现代社会中的重要性和广泛应用。
自动化技术可以提高生产效率,降低生产成本,提高产品质量,实现工业过程的智能化和自动化控制。
未来,我希望能够在自动化专业领域深入研究,掌握更多先进的自动化技术和方法。
我有兴趣研究人工智能与自动化技术的结合,以实现更智能化的自动化系统。
我还希望能够参与到自动驾驶技术的研究和开发中,为实现智能交通和城市运输做出贡献。
谈机械设计制造及其自动化专业应具的知识结构和能力摘要机械设计制造及其自动化专业是当代社会十分受欢迎的专业,报考此专业的人也越来越多,任何学科都有其一定的学习方法与技能,只有了解了其知识结构和能力,才能让自己未来的学习道路更加顺利。
关键词:机械设计制造;自动化1.机械设计制造及其自动化专业应具的知识结构知识结构,是学习任何一个专业都必须建立的,只有建立起了一定的知识结构,才能知道自己的每一步该如何去走,才能找到自己的目标和人生轨迹,在不断前行中奋起直追,冲向成功的彼岸。
由此可见知识结构是多么的重要。
机械设计制造及其自动化专业应具有的知识结构可以分为三个方面:专业基础课的学习、专业课的学习和技能训练课程。
1.1专业基础课的学习对于机械设计制造及其自动化专业的学生来说应该学习的专业基础课程主要包括以下几门课程:1、机械制图:了解机械制图的手绘绘图方式与方法、了解的机械图纸的主要格式;2、AutoCAD:学会如何用电脑绘制物体的平面图,将机械图纸按照规定要求打印出来;3、理论力学:熟练的掌握力学方面的相关知识并能做受力分析;4、工程材料及成型技术:了解工程材料的主要特点、以及材料的物理性能和热力学性能;5、机械原理:了解机械运动的主要原理,学会分析机械传动件之间的各个力;6、材料力学:了解材料的主要力学性能,学会对材料进行受理分析;7、机械设计:掌握机械产品的工作原理、结构特点、设计方法等相关知识1.2专业课的学习对于机械设计制造及其自动化专业的学生来说应该学习的专业课程主要包括以下几门课程:1、传感器与检测技术:了解传感器的主要结构和其运行原理;2、机电传动控制:了解机电传动控制,学会绘制和分析电路原理图;3、单片机原理及应用:了解单片机的主要结构和其运行原理;4、计算机辅助三维设计:学会使用sordworks绘图软件的应用,学会画出零件的三维模型图、装配体和工程图;5、PLC原理及应用:了解PLC的结构和原理,会运用经验法和顺序功能图两种方法绘制其程序的梯形图;1.3技能训练课程对于机械设计制造及其自动化专业的学生来说应该学习的专业课程主要包括以下几门课程:1、金工实习:学会金属切削和数控机床如何进行切削;2、电装实训:学会锡焊的相关知识和电路板的焊接;3、《机械设计》课程设计:学会机械设计的基本思路,自己可以写出根据零件的运动性能设计出零件。
自动化专业课程体系图
自动化专业课程体系图是指对自动化专业各门课程的关系和组织进行图形化表示的一种工具。
它能够清晰地展示自动化专业的课程结构和课程之间的联系,匡助学生更好地理解和掌握自动化专业的知识体系。
以下是一个典型的自动化专业课程体系图:
1. 基础课程
- 数学基础
- 物理学基础
- 电路理论基础
- 控制理论基础
- 信号与系统基础
2. 核心课程
- 电子技术与电路
- 传感器与测量技术
- 自动控制原理
- 数字信号处理
- 机器人学与控制
3. 专业选修课程
- 工业自动化
- 过程控制
- 人工智能与模式识别
- 自动化系统设计
- 自动化仪表与检测技术
4. 实践课程
- 实验室实践
- 项目实践
- 实习实训
5. 毕业设计
- 自动化系统设计与实现
- 自动化工程应用案例研究
以上课程体系图仅供参考,具体的课程设置和课程名称可能因不同学校和教学计划而有所差异。
在实际的课程体系图中,还可以根据学校和专业的特点,增加或者调整相关课程。
自动化专业课程体系图的编制有助于学生规划学习路径,了解各门课程的重要性和联系,从而更好地掌握自动化专业的知识和技能。
同时,它也为教师提供了一个指导教学的工具,匡助他们更好地组织和安排课程内容。
总之,自动化专业课程体系图是一种重要的教学工具,它能够匡助学生和教师更好地理解和应用自动化专业的知识,促进教学质量的提高。
自动化专业知识自动化专业是针对自动化技术及其应用领域的学科。
它涉及到工程学、计算机科学和电子学等多个学科的知识,并运用这些知识来设计、开发和维护自动化系统。
一、自动化概述自动化是指通过使用计算机、传感器和执行器等设备来实现对系统、过程或操作的自动控制。
自动化技术的目标是提高工作效率、降低成本、提高产品质量,并减少人为错误的发生。
自动化系统通常由硬件和软件两部分组成,硬件部分包括传感器、执行器、控制器等设备,而软件部分是用于编程和控制系统的软件。
二、自动化系统的组成自动化系统主要由以下几个部分组成:1. 传感器:传感器用于将物理量转换成电信号,如温度传感器、压力传感器和光敏传感器等。
传感器是自动化系统中获取外部信息的重要组成部分。
2. 执行器:执行器负责根据控制信号执行相应的动作,如电机、气缸和电磁阀等。
执行器是将控制信号转换成机械动作的关键设备。
3. 控制器:控制器是自动化系统的核心部件,用于处理传感器获得的信号并发送控制信号给执行器。
控制器可以是硬件或软件形式的,如PLC(可编程逻辑控制器)和单片机等。
4. 通信网络:通信网络用于实现不同设备之间的数据传输和信息交换,如以太网和CAN总线等。
通信网络使得不同组件之间可以实现远程监控和控制。
5. 人机界面:人机界面可供操作员与自动化系统进行交互和监控,如触摸屏和显示器等。
人机界面可以显示系统状态和提供操作控制的界面,便于操作员对系统进行监视和调整。
三、自动化专业的核心知识自动化专业的核心知识包括以下几个方面:1. 控制理论:控制理论是自动化专业的基础,它研究如何合理地控制系统的运行。
控制理论涉及到传感器的选择与配置、控制器的设计与调节以及系统的稳定性和鲁棒性等方面。
2. 自动控制系统:自动控制系统是自动化专业的重要内容,它包括从传感器到执行器的硬件设计和软件编程等方面。
自动控制系统的目标是实现对系统、过程或操作的自动化控制。
3. 机器人技术:机器人技术是自动化专业中的热门方向之一,它研究如何设计、构建和控制机器人系统。
自动化学科专业的知识结构体系浅析
2008-05-06 14:03:32 作者:戴先中来源:《中国大学教学》2005.2
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一、引言构筑一个学科(专业)的知识大厦中的各部分知识之间肯定是有
联系的(绝不是简单的堆垒),而分析一个学科(专业)的知识结构并建立相应的知识体系就是要找出其内在的有机联系,并通过知识之间的...
一、引言
构筑一个学科(专业)的知识大厦中的各部分知识之间肯定是有联系的(绝不是简单的堆垒),而分析一个学科(专业)的知识结构并建立相应的知识体系就是要找出其内在的有机联系,并通过知识之间的关联表述将其清晰地给出,从而使每一位刚接触该学科(专业)的人员都能清晰地和正确地了解,需要掌握哪些知识和为什么要掌握这些知识。
本文从分析自动化学科的基本概念着手,通过深入剖析自动化学科的核心内容及其相互之间的关系,一步一步地尝试勾画自动化学科的完整的知识结构和一目了然的知识体系。
通过本文的分析,还将尝试给出,作为一名自动化专业的本科生,必须具备的基本知识结构和必须掌握的基本知识内容,供参考。
二、自动科学与技术学科的核心内容
自动化始于用机器实现各种自动进行的操作。
从最初的控制机器、设备,到控制过程(大到整个化工过程、制药过程、炼钢过程等)、控制系统(大到整个汽车制造系统、交通运输系统、通信系统、经济系统等),自动化科学与技术的发展一方面提高生产力和促进科学技术、社会经济和国防军事的全面发展,另一方面把人从繁重、危险和重复、可程序化的工作中解放出来,以从事更具创造性的劳动。
完成对机器、设备及小型过程、系统的自动操作的控制器,从控制原理上看,最初是开环直接控制的、以后大多数是闭环反馈控制的,最初基于经典控制理论、以后基于现代控制理论,多变量鲁棒控制理论等等;从控制方式(工程实现)上看,最早是机械式的(如瓦特发明的蒸汽机离心式调速器),以后经历了模拟电子式、数字电子式,直到目前的数字计算机式的自动控制器。
这样的控制器基本解决了《控制论》中最基本的问题,即如何对系统施加控制作用使其表现出预定的行为。
一个极其简单的自动化电器——烘烤炉的原理如下:把来自温度传感器的信息与控制盘上的信息进行比较,然后接通或断开电源,烘烤炉能使温度自动地保持在合适的范围内。
烘烤炉中具备了一个最简单的控制器应包括的检测、执行和计算三部分,它们与工作对象一起构成一个完整的自动化系统——反馈控制系统。
反馈控制的原理是,首先检测出实际输出,并与期望输出相比较,然后进行误差补偿,计算出控制量,并用执行器来控制工作对象,使实际输出向期望输出逼近。
前大多使用数字计算机或微处理器构成控制器,来完成控制要求的计算、通讯与各种信息处理,并采用大量的传感器、执行器来获取各种信息和完成各种复杂的操作。
一个采用计算机控制的典型自动化系统,除了检测、计算和执行三个基本部分外,增加了模/数(A/D)转换和数/模(D/A)转换,以便于数字计算机实现控制计算。
而对大型复杂过程、复杂系统的控制(包括优化、管理等),由于其结构、层次的高度复杂性及与人、环境交互的复杂性,除了基本的(反馈)控制以外,需要额外的协调和控制手段。
这正是维纳在其《控制论》中明确指出的,控制论是一门新的学科,其研究对象是一个系统的各个不同部分(子系统)之间相互作用的定性性质以及整个系统的总的运动状态。
计算机集成制造系(CIMS)的著名递阶控制结构,分成工厂层、车间层、单元层、工作站层和设备层等五层,每一层又可分解为多个部分,构成树状结构,涵盖了从市场预测、计划制订一直到每一个具体设备的控制的全过程。
由上简要分析可知,自动化科学与技术学科的核心研究内容是“如何应用信息(计算机)技术处理各类(复杂)系统的有效控制问题”,其中控制与系统的概念不但是自动化科学与技术与其他科学技术最大的不同点,更是自动化科学对其他许多科学技术发展所作的重要贡献所在。
三、自动化学科的知识结构和知识体系
上面我们为自动化学科的知识大厦首先建立了这样的核心内容框架——控制与系统,并分析了反馈闭环控制是自动控制的最基本形式,(复杂)大系统的协调控制是自动化学科研究的主要问题。
为了加深对这些概念与框架的认识,更为了勾画出自动化学科的知识结构,我们再次分析采用计算机控制的典型自动化系统结构图,实际上也是一个典型的负反馈闭环控制图。
为容易看出它的反馈结构,将它画成比较标准的图1。
图1虽然表示的仅仅是一个典型的负反馈闭环控制的结构图,但实际上它深刻地反映了自动化科学与技术学科的许多知识之间的关系与联系。
下面将从三方面,对图1表示的负反馈闭环控制结构进行更深入地分析,分析其各部分同自动化学科的知识领域之间的关系,为下一步构筑自动化学科的知识大厦做准备。
图1 负反馈闭环控制结构
1.从反馈与控制的角度看负反馈闭环控制结构正如下面分析的,图1给出的是“反馈”结构,实现的是“控制”功能,通过这样的负反馈闭环控制,能对被控量实行有效的控制。
可
以说有相当一大部分实际运行的自动化系统(包括大型复杂系统中的许多子系统)可归纳为图1 所示的典型结构。
因此图1 给出的负反馈闭环控制图是自动化控制的本质图、核心图。
2.从信息与物质、能量的角度看负反馈闭环控制结构为了比较容易地看出负反馈闭环控制图反映的信息与物质、能量的关系,对图1 添加上相应的标注使成为图2。
在图2 中,左面处理的都是“信息”,而右面则与“物质”、“能量”有关。
图2 从信息与物质、能量的角度来看基本的负反馈闭环控制结构从信息与物质、能量的角度,整个负反馈闭环控制的过程又可表述为,传感器将反映被控制物质世界对象状态的“物质”与“能量”转换为“信息”(此过程就称为信息获取),经过信息传输、信息处理和信息控制,再经过执行器将“信息”转换为能对被控制对象状态产生作用的“物质”与“能量”,从而改造物质世界。
3.从数字量与模拟量的角度看负反馈闭环控制结构采用数字计算机作为控制器,在任一个负反馈闭环控制中就存在着两种量,在时间轴上连续的“模拟量”与在时间轴上不连续(称为离散)的“数字量”,如图3所示。
在图3中,如以模/数(A/D)转换和数/模(D/A)转换为分界线,左面处理的都是数字量,而右面则与模拟量有关。
图3虽然只是将负反馈闭环控制划分成了数字量部分与模拟量部分,但实际上反映出了许多深层次的东西,它们是:
图3 从数字量与模拟量的角度来看基本的负反馈闭环控制结构(1)“数字量”总是弱电——低电压、小电流,而“模拟量”既有弱电,又有强电——高电压、大电流,还涉及非电量(与物理、化学过程有关的量),这些量真实地反映了被控对象的(机械、电气)状态;
(2)“数字量”部分通常对应着数字计算机,因而这样的控制常称为计算机控制,相应的控制系统就称为计算机控制系统。
这深刻地反映了计算机(包括硬件与软件)在现代自动化系统中的重要性与突出地位;
分析到这儿,我们不难发现,几乎所有的与自动化科学与技术学科有关的控制方面的知识都能从图1所示的典型负反馈闭环控制中反映出来,换句话说,完成一个基本系统的反馈控制需要到几乎全部自动化学科知识领域中的知识(虽然只是每个知识领域中的部分知识)。
因此,将负反馈闭环控制结构图(图1)中的每一部分作为自动化学科中的一个知识领域十分合适,图4给出了这种对应关系,从而图1所示的负反馈闭环控制结构图就可以演变为用反馈控制表示的知识结构图(如图5中的控制知识层所示)。
在该图中,反馈控制的每一部分(每个框)代表一个知识领域,箭头代表了知识领域之间的关系。
图4 负反馈闭环控制中的各部分与相应的知识领域的对应关系在控制知识层的基础上,加上构筑自动化学科知识大厦必不可少的基础知识层,再加上对应自动化科学技术主要研究的系统(控制)问题——系统知识层,我们可得出自动化学科的整个知识结构框架,如图5 所示。
图5 自动化科学与技术学科的三层知识结构图
由此,整个自动化学科的知识体系由三层知识构成,包括十个知识领域,分别是:1)基础知识层:含三个知识领域,分别为数理基础、机电基础、计算机基础;
2)控制知识层:含六个知识领域,分别为传感与检测(或信息获取)、网络与通信(或信息传输)、计算与处理(或信息处理)、控制与智能(或信息控制)、执行与驱动(或信息能量转换)、对象与建模;
3)系统知识层:含一个知识领域——系统与工程。
在以上十个知识领域中,反映自动化学科特点的是控制与智能、传感与检测、执行与驱动、对象与建模、系统与工程等五个知识领域;而控制与智能、对象与建模、系统与工程等三个知识领域则可视为自动化学科知识体系的核心知识,也是自动化学科与其他学科的最大区别。
四自动化专业的知识结构与知识体系
“学科(Discipline)”与“专业(Specialty)”具有不同的含义。
根据汉语字典与英语词典的解释,“学科”是“知识或学习的一门分科”或是“知识或教学的一个分支”,表明学科具有双重含义,分别对应着科学技术研究与科学工程教育。
而“专业”的意思却很单一,汉语的解释是“高等学校的一个系里或中等专业学校里的学业门类”——仅指科学工程教育;而英语的解。