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對簡便自動化的認識

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發表時間:2017-07-24 09:27作者:益至精益咨詢網址:http://www.mf68xyz.cn

簡便自動化學科主要是學習和發揮各種控制方法,策略和理論!自動化學科的發展可以追溯的上世紀的四十年代,發展迅速。自動化技術在我們的生活中各個方面都有廣泛的應用。隨著科技的發展,簡便自動化學科正面臨著空前的挑戰和發展機遇。  


1、自動化學科定義

自動化,顧名思義是指實現過程或系統的自動運行,但它比用機械取代人的肢體勞動即機械化有著更深更廣的含義,其核心就是用控制論、系統論和信息論的思想去實現有目的的行為,這里不僅包含了人類肢體行為的機械化延伸,而且包含了人類高級傳感行為和思維行為的信息化延伸。


學科(Discipline)是現代科學技術的一種分類法,具有明確的定義(含義)。學科應具有兩方面的含義,分別對應著科學技術研究(知識)與科學工程教育(學習與教學)。綜上所述,自動化學科主要是學習和發揮各種控制方法,策略和理論!


2、自動化學科的特點

自動化學科有著其鮮明的技術特征。首先,自動化是信息科學與技術的重要組成部分,它是在信息獲取、傳輸和處理的基礎上,實現信息的利用,是人類改造自然目標的最終落實;


其次,自動化不僅包含利用信息實現目標的原理和方法,而且包含作為其載體的技術和裝備,并最終將它們集成在自動化系統中,涉及到從理論、方法、技術到設備的各個層面,具有包容數學、軟件、電子、電氣及各類專業技術人才的特點;


第三,自動化科學與技術是以控制論、系統論、信息論為基礎的通用科學與技術,與各領域具體實踐相結合,可形成各門各類的自動化,如機械制造自動化、化工自動化、核工程自動化、農業自動化等,因而其理論、方法和技術對各行各業具有普適性;


第四,自動化的水平和程度不僅取決于控制的思想和方法,而且與檢測技術、執行裝置、特別是各類信息技術密切相關,因而在信息技術飛速發展的今天,始終面臨著新的挑戰而充滿發展生機。


3、自動化技術的發展歷史

自動化科學和技術的發展,大致經歷了這樣幾個階段,20世紀40年代出現的經典控制理論,首次為自動化學科奠定了理論基礎。它以系統的頻率域描述和分析設計方法為基礎,通過對系統輸入輸出的頻域測試,建立系統的模型,并通過設計前饋補償和反饋校正,使系統穩定運行,并使輸出達到期望值。這通常被認為是以控制為基礎的自動化的第一代理論。


20世紀60年代,隨著航天航空事業的發展,出現了以狀態空間法為基礎的現代控制理論,這一理論通過深入到對系統內部狀態的描述,從信息層面上更深刻地刻劃了系統的特征,在此基礎上發展起來的狀態空間設計方法不僅可以處理多變量系統的控制問題,而且在控制中開始滲入優化的概念,為實現高質量的自動化提供了有力的手段。在此期間,自動控制的理論和應用得到了蓬勃發展,系統辨識、最優控制、自適應等新理論和新思想不斷涌現,并在航天航空、工業、工程領域得到了廣泛的應用。


20世紀70年代以來,隨著計算機技術的發展和普及,人們處理復雜信息加工的能力得到了顯著加強,從而有力地推動了自動化技術的全方位發展,其最主要的應用領域是:以計算機控制為代表的工業過程控制和工業機器人,以計算機集成信息處理為代表的制造系統CIMS。在此期間,由于信息處理能力的加強,解決高維大系統控制、優化問題的大系統理論、解決帶有不確定性控制問題的魯棒、自適應控制理論、解決難以數學建模系統控制問題的智能控制理論等都成為自動化研究領域中新的熱點,并迅即在各領域中得到了應用。


4、自動化學科面臨的機遇與挑戰

當前,從全球范圍來看,自動化學科正面臨著空前的挑戰和發展機遇。這種挑戰首先來自社會經濟和科技的發展,隨著經濟全球化及市場競爭的日趨激烈,自動化作為一種高科技,其作用已遠不止傳統理解上的以自動機器取代人工勞動,而成為優質高產、節能降耗、快速應變、整體優化的關鍵技術,不僅傳統工業領域,而且各種新興工業領域,乃至諸多社會工程,如建筑、交通、物流、港口、環保、通信等,以及農業、經濟、生物等廣泛領域,都對自動化提出了以提高效率、實現優化為目標的各種要求。


其次,現代信息技術的發展使人們獲取信息的能力大為提高,但緊接著的問題就是:面對從網絡獲取的大量信息,有著處理能力不斷提高的新型計算機,應該如何充分有效地利用這些信息去實現人們改造自然的最終目標,這一任務又落到了自動化的身上??梢哉f,發展的需求和信息技術的支撐,從不同角度為自動化學科的發展注入了新的活力。  


總而言之,自動化本來就是一門寬口徑的學科,當前它的應用領域正在不斷擴展,它與其它信息技術的結合越來越緊密,這兩方面的推動力正在改變著自動化學科的傳統研究內容。



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