《自动化专业导论》PPT课件

自动化专业导论学院：班级：姓名：学号：1.自动化科学与技术的核心是什么？自动化专业的特点是什么？（1）自动化科学与技术的核心：核心是控制与系统。

在现代管理系统中，人、财、物等要素的组合关系是多种多样的，时变化和环境影响很大，内部运行和结构有时变化也很大，加上组织关系错复杂，随机因素很多，处在这样一个十分复杂的系统中，要想实现既定的标，执行为此而拟定的计划，求得组织在竞争中的生存和发展，不进行控工作是不可想象的。

由此可见控制与系统在自动化学科中的重要性和在人们日常生活中的重要性，这也是自动化学科对其他学科的重要贡献所在之处。

自动化科学与技术的核心使信息、控制和系统，其中控制是核心的核心。

也就是说，掌握好控制，也就掌握了自动化最核心的内容，奠定了实现自动化的基础。

（2）自动化专业的特点：（1）具有控管结合，强弱并重，软硬兼施的鲜明特点，是理，工，文，管多学科交叉的宽口径工科专业。

（2）具有多学科交叉、内涵丰富、外延宽广的特点，因而利于培养宽口径、多面手、综合复合型人才；（3）得益于具有方法论性质的科学方法、科学思想的熏陶，思想更开阔、也更有深度，非常利于培养具有创新能力的人才（4）重点突出系统与集成的思想、方法。

2.开环控制和闭环控制的差异是什么？解释闭环PID控制的作用?（1）开环控制和闭环控制的差异：开环控制和闭环控制使按照信号的传递路径来区分的两种不同的控制形式。

闭环控制的被控量要经过测量元件测量出来送回给输入端与给定信号进行比较得出偏差信号，即有反馈环节，通过负反馈使系统的精确度提高，响应时间缩短，适合于对系统的响应时间，稳定性要求高的系统。

而开环控制没有反馈环节，系统的稳定性不高，响应时间相对来说很长，精确度不高，适用于对系统稳定性精确度要求不高的简单的系统。

（2）闭环PID控制的作用：PID控制器有比例单元，积分单元和微分单元组成。

比例环节：改变反应速度，可以使反应加快，但是过大的比例使得系统的稳定性变差，甚至使系统不稳定。

自动化专业导论自动化专业是一门涉及自动控制和自动化技术的学科，主要研究如何利用控制理论、计算机技术和传感器等设备，实现对各种工业过程、生产系统和机械设备的自动化控制和运行。

本文将对自动化专业的定义、研究内容、就业前景和学习路径进行详细介绍。

一、自动化专业的定义自动化专业是一门综合性学科，它涉及到控制理论、电子技术、计算机技术、机械工程、仪器仪表等多个领域的知识。

其核心目标是通过自动化技术和装置，实现对生产过程的自动化控制，提高生产效率和质量。

二、自动化专业的研究内容1. 控制理论：自动化专业的核心基础是控制理论，包括控制系统的建模与分析、控制策略的设计与优化、系统的稳定性和鲁棒性等方面的研究。

2. 传感器与执行器：自动化系统需要通过传感器获取各种物理量的信息，并通过执行器对系统进行控制。

自动化专业研究传感器与执行器的原理、设计和应用。

3. 自动化设备与系统：自动化专业研究各种自动化设备和系统的设计、开辟和应用，如PLC（可编程逻辑控制器）、DCS（分散控制系统）等。

4. 工业过程控制：自动化专业研究工业生产过程的自动化控制，包括工艺过程控制、仪表与仪表系统、工业网络等方面的内容。

5. 机器人技术：自动化专业研究机器人的设计、控制和应用，包括机器人的感知、运动控制、路径规划等方面的内容。

三、自动化专业的就业前景自动化专业毕业生在工业自动化、智能创造、机器人技术、物联网等领域具有广阔的就业前景。

毕业生可从事自动化系统的设计与开辟、工艺控制与优化、机器人技术的研究与应用等工作。

随着工业4.0的发展，自动化专业的需求将会越来越大。

四、自动化专业的学习路径自动化专业的学习路径包括基础课程和专业课程两个阶段。

基础课程主要包括数学、物理、电子技术、计算机编程等方面的内容，为后续专业课程的学习打下基础。

专业课程包括控制理论、传感器与执行器、自动化设备与系统、工业过程控制、机器人技术等方面的内容。

在学习过程中，学生可以参加实验课程和实习实训，通过实践来巩固所学知识。

1.专业的特点根据你目前的理解, 自动化科学与技术的核心是什么？自动化专业的特点是什么？答：自动化科学与技术的核心是信息、控制与系统。

自动化专业的特点：（1）以严密的理论和复杂的系统作为基础，对人们生活的各方面可以产生翻天覆地的影响；（2）多学科交叉的特点——适合于通才教育；（3）突出的方法论特点——利于培养创新人才；（4）系统的集成特点——利于培养将才、帅才；（5）发展迅速，知识更新快，需要不断学习；（6）学习自动化需要拥有创新能力，不局限于已有的传统知识；2.开环控制和闭环控制的差异是什么？解释闭环PID控制的作用?答：开环控制和闭环控制是按信号的传递路径来区分的两种不同的控制形式。

开环控制系统被控制量不反馈至输入端，信号有输入端至输出端单方向传递。

既没有反馈环节，系统的稳定性不高,响应时间相对来说很长,它完全按照事先设置的给定信号控制系统，控制精确度难以得到保证。

该系统结构简单，成本低廉，适用于对系统稳定性精确度要求不高的简单系统。

图（1）、开环控制系统结构图闭环控制的被控量要经测量变送元件测量出来送回给输入端与给定信号进行比较得出偏差信号，即有反馈环节，通过反馈（负反馈）使系统的精确度提高,响应时间缩短,适合于对系统的响应时间,稳定性要求高的系统。

该系统相对来说比较复杂。

图（2）闭环控制系统结构图PID 控制器有比例单元、积分单元和微分单元组成。

比例单元：是按比例反应系统的偏差，系统一旦出现了偏差，比例调节立即产生调节作用，用以减少偏差。

比例作用大，可以加快调节，减少误差。

积分单元：使系统消除稳态误差，提高误差度。

加入积分调节可使系统稳定性下降，动态响应变慢。

积分作用常与另两种调节规律结合，组成PI 调节器或PID 调节器。

微分单元：微分作用反映系统偏差信号的变化率，具有预测性，能预见偏差变化的趋势，因此具有超前的作用，在偏差还没有形成之前，已被微分调节作用消除。

因此，可以改善系统的动态性能。