自动化  1081班   李登科    12号

一、摘要：

简要介绍自动化技术的基本概念、发展、应用和未来展望。自动化从产生到发展，已经应用到了社会各个领域，给社会带来了巨大的财富。通过本文的写作可以提高我们学习本专业的积极性和学习的热情。同时本文也叙述了本人对专业学习的一点看法。

二、关键词：自动化技术   概念    发展   应用    学习方法

三、前言：

自动化这个术语，已广为人知。自动化造福于人类的业绩举不胜举。无论人们从事什么样的职位都不同程度地感受到自动化的魅力。世界上，国际自动控制联合会（IFAC: International Federation of Automation Control）久负盛名；在我国，中国自动化学会成立40余年，成就辉煌。仅这两个方面，足使我们相信，自动化已经成为一门的学科，而且它与其他高科技领域亲密无间、协同进步。

自动化技术的基本概念

     所谓自动化(Automation)，是指机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动的进行操作或运行。广义地讲，自动化还包括模拟或再现人的智能活动。

机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动进行操作或控制的过程。自动化技术广泛用于工业﹑农业﹑军事﹑科学研究﹑交通运输﹑商业﹑医疗﹑服务和家庭等方面。采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动﹑部分脑力劳动以及恶劣﹑危险的工作环境中出来﹐而且能扩展人的器官功能﹐极大地提高劳动生产率﹐增强人类认识世界和改造世界的能力。因此﹐自动化是工业﹑农业﹑国防和科学技术现代化的重要条件和显著标志。

四、内容

1、自动化技术的发展

     自动化技术的发展历史﹐大致可以划分为自动化技术形成﹑局部自动化和综合自动化三个时期。

1）自动化技术形成时期(18世纪末～20世纪30年代)

      1788年英国机械师J.瓦特发明离心式调速器(又称飞球调速器)﹐并把它与蒸汽机的阀门连接起来﹐构成蒸汽机转速的闭环自动控制系统(见图瓦特离心式调速器对蒸汽机转速的控制 )。瓦特的这项发明开创了近代自动调节装置应用的新纪元﹐对第一次工业及后来控制理论的发展有重要影响。

2）局部自动化时期(20世纪40～50年代)

      第二次世界大战时期形成的经典控制理论对战后发展局部自动化起了重要的促进作用。在第二次世界大战期间，德国的空军优势和英国的防御地位，迫使美国﹑英国和西欧各国科学家集中精力解决了防空火力控制系统和飞机自动导航系统等军事技术问题。在解决这些问题的过程中形成了经典控制理论，设计出各种精密的自动调节装置﹐开创了系统和控制这一新的科学领域。

3）综合自动化时期(20世纪50年代末起至今)

      20世纪50年代末空间技术迅速发展﹐迫切需要解决多变量系统的最优控制问题。许多学者试图把经典控制理论推广到多变量系统的控制﹐都遭到了失败。需要寻求新的理论和方法﹐于是诞生了现代控制理论。现代控制理论的形成和发展为综合自动化奠定了理论基础。在这一时期﹐微电子技术有了新的突破。1958年出现晶体管计算机﹐1965年出现集成电路计算机﹐1971年出现单片微处理机。微处理机的出现对控制技术产生了重大影响﹐控制工程师可以很方便地利用微处理机来实现各种复杂的控制﹐使综合自动化成为现实。

      1957年 9月12日国际自动控制联合会(IFAC)在巴黎召开成立大会。有18个国家的代表团出席了这次大会。中国是发起国之一。会上通过了大会的章程和细则﹐选举美国自动控制专家H.切斯特纳为IFAC第一届。从1960年起每三年召开一次国际自动控制学术大会﹐并出版《自动学》﹑《IFAC通讯》等期刊﹐IFAC的成立标志着自动控制这一学科已经成熟﹐通过国际合作来推动系统和控制领域的新发展。

自动化技术的发展主要体现在以下两个方面：一、三论：系统论、信息论、控制论。二、两个主题和一个关键。主题：稳定和优化，关键：建立被控对象的控制。自动化学科的发展，主要体现在其理论越来越丰富，并且在用理论解决实际课题方面有一系列重大突破。理论的意义在于指导实践。自动化正是因此而得到飞快的发展。

2 我对自动化、自动控制系统及自动化专业的认识

自动化就是在无人人工操作或干预的情况下，系统能够按照预先设定好的程序自动工作。自动化主要是人造系统的问题，如工厂中的机床、飞行器的飞行姿态控制等。而相比之下自动控制的概念就要广泛一些，它不仅涉及人造系统问题，还涉及社会的方方面面，如环境的控制、人口的控制、经济的控制。

自动控制系统是随着自动化学科的发展应运而生的，学者们把“转速自动调节系统”和“伺服机构”统一起来称为“自动控制系统”。其中伺服系统又叫做“随动系统”，它的特点是给定环节的信号是我们未知的，我们需要按照未知的规律来控制被控制量。由此可见，自动控制系统是一个不断变化的、动态的系统。

自动控制系统分为几个部分：给定环节、比较环节、执行环节。

给定环节，顾名思义给出输入信号反馈环节，通过对系统输出测量，将它转换成反馈信号；比较环节，对输入信号和反馈信号测量比较，从而产生“误差”信号，控制器就按照它实行调节；执行环节是将控制信号进行放大，是被控对象的被控量变化。

自动控制系统又分了很多种：恒值自动调节系统、程序自动控制系统、伺服系统。恒值自动调节系统应用于克服各种对于被调节量的扰动而带来的控制问题，程序自动控制系统应用于给定信号已知的情况，这是与伺服系统相反的。它的控制方式又可以细分为开环控制系统、反馈控制、复合控制。其中在工业上用的最多的是反馈控制。它的关键在于对系统输出量进行测量，将它转换成反馈信号。

对于自动化专业，我想它是一个大有前景、应用广泛的“万金油”专业。它可以使人们从繁重的工作中解脱出来，更好的享受科技给我们带来的乐趣。自动化专业是在不断向前发展的、工业化与信息化相结合的一门技术，自动化专业已从早期的局部自动化发展到了综合自动化时代，一些新技术和其它学科的发展与它相互促进，共同发展。按照这些思路已经研究出的智能控制的理论和技术有专家控制系统 、模糊控制系统 、神经控制系统及学习控制系统等。它应用广泛是因为它在我们生活中所占有的重要地位所决定的。/火力发电、柔性生产线、彩印伺服系统无不是它应用广泛的生动例证。

3 自动控制技术的应用领域 

自动化技术在机械加工、采矿冶炼、化学工业、电力系统、交通运输、农业生产、环境保护、医药卫生、军事技术、航空航天、科学研究、办公服务等领域都得到了广泛的应用。例如：机械制造自动化、过程工业自动化、电力系统自动化、飞行器控制、楼宇自动化与智能建筑……

汽车工业的工厂自动化控制，采用一贯作业的生产方式，借着整条生产线的分工装配，每几分钟即可生产一部汽车。纺织工业的工厂自动化控制，亦采用一贯作业的生产方式，每几分钟即可高速生产一批布料。塑料工业的工厂自动化控制，亦采用一贯作业的生产方式，产出塑料原料后，在经过射出成型机器，产出各种塑料模型。电子工业的工厂自动化控制，亦采用一贯作业的生产方式，产出各式各样的消费电子产品，如电视机、照相机等。芯片制造工业的工厂自动化控制，亦采用一贯作业的生产方式，经过研磨、暴光、显影、蚀刻、切割、封装等技术，产出一颗颗的功能式芯片，以供应电子工业。电机工业的工厂自动化控制，亦采用一贯作业的生产方式，产出各式各样的电机设备产品，如变压器、马达、发电机组等。

机械制造的工厂自动化控制，通过柔性制造系统，使一台机器能生产出符合要求的不同的零件，由数控机床、材料和工具自动运输设备、产品零件自动传输设备、自动检测等试验设备真正实现“无人工厂”。在机械工业上，自动控制技术还应用于计算机集成制造系统，它是基于自动化技术、计算机技术及制造技术之上，通过计算机软件，将设计、制造、经营管理，与其它与生产过程有关的物料流与信息流实现统一的管理，实现系统的最优化。

在机械工业中，还有一类成为“过程工业”。也就是工厂中各个工序不是的，而是前一个工序直接关系到下一个工序，环环相扣，最终影响产品的质量。如制药工业就是一个典型的例子。自动控制系统在过程工业上的应用是“综合自动化系统”，这也是今后过程工业的一个发展方向。

不仅在机械生产中，自动控制系统还大量出现在飞行器和交通设施的控制上，如导弹、航天飞机、火车等。由于技术的发展，如今飞行器的速度已远远不能靠人类的大脑反应来控制。这就需要自动控制系统。通过导航系统、制导系统、姿态控制系统等实现对其控制。

自动控制系统还广泛运用于和我们生活紧密相关的智能建筑上。总的来说，它就是把对工业生产的最优化转化为建筑舒适程度的最优化。设计和建造一个安全、舒适、高效、节能环保的大厦是它的基本目标。通过布线系统和信息终端使建筑“耳聪目明”，做出相应的决策，也就是所谓的“智能”。对大楼供电、照明、报警、消防、电梯、空调等设备监控和管理，对设备运行参数进行实时控制与监视、或节能控制、非正常运行状态报警。几通过办公自动化及通信自动化系统的综合设计，来提高大楼的舒适性、安全性、节能性，降低费用，实现高度的集成化管理。

自动化领域正在进一步扩大，它是一个无限广阔的天地。

     在工业上,计算机集成制造系统(CIMS: Computer Integrated Manufacturing system)使自动化无人工厂成为现实。

   自动化正在与其它学科相互交融，朝着更多的应用领域延伸，例如：经济控制论的形成，直接推动了国民经济的发展；

   人口控制论的研究，为计划生育工作的决策起到指导作用，并造福与子孙后代；

   环境系统工程已经成为世界性的大课题。人类为了生存与发展，必须采取各种措施来改善环境，自动化理论与技术在这方面大有作为；

   在国际关系领域、军事领域以及社会治安综合治理等领域，均离不开自动化学科的介入及其研究成果的应用。

   在交通管理领域也有其应用。例如：《巴黎的交通安全守护神》一文中描写了这样一个事例：在巴黎的272路公交汽车线路上，一辆5785号公共汽车内发生了一起盗窃案，司机立即发出了警报。这一信号被迅速传送到一个名为PC2000的监控站，那里的工作人员在核实警报无误后，立即通过无线电，命令距离最近的干预车辆驶向该车，以迅雷不及掩耳之势，有效地制服了罪犯，保证了车辆和乘客的安全。还有著名的京九铁路客运系统也有自动化的应用。如：1.客运自动广播系统，2.列车到发微机通告系统，3.旅客引导系统，4.行包微机管理系统等等。

在农牧业中也有许多先进的自动化设备和技术。如自动化农场……

   在社会的各个领域，我们都看到了自动化的身影。我为能学自动化而感到骄傲！

4、自动化的展望

自动化是新的技术的一个重要方面。自动化技术的研究﹑应用和推广﹐对人类的生产、生活等方式将产生深远影响。生产过程自动化和办公室自动化可极大地提高社会生产率和工作效率﹐节约能源和原材料消耗﹐保证产品质量﹐改善劳动条件﹐改进生产工艺和管理﹐加速社会的产业结构的变革和社会信息化的进程。

现代生产和科学技术的发展﹐对自动化技术提出越来越高的要求﹐同时也为自动化技术的革新提供了必要条件。70年代以来，自动化开始向复杂的系统控制和高级的智能控制发展﹐并广泛地应用到国防﹑科学研究和经济等各个领域﹐实现更大规模的自动化﹐例如大型企业的综合自动化系统﹑全国铁路自动调度系统﹑国家电力网自动调度系统﹑空中交通管制系统﹑城市交通控制系统﹑自动化指挥系统﹑国民经济管理系统等。自动化的应用正从工程领域向非工程领域扩展﹐如医疗自动化﹑人口控制﹑经济管理自动化等。自动化将在更大程度上模仿人的智能﹐机器人已在工业生产﹑海洋开发和宇宙探测等领域得到应用﹐专家系统在医疗诊断﹑地质勘探等方面取得显著效果。工厂自动化﹑办公自动化﹑家庭自动化和农业自动化将成为新技术的重要内容﹐并得到迅速发展。

5、自动化之我见(学习方法)

学习自动化专业，我认为应该从以下几个方面做起。

1.确立学习目标。首先应该确立正确的学习目标。自动化如此造福于人类，我们应该真  正的把它学好，为社会和国家做出自己应尽的贡献。

2.了解学习内容。正确地把握所要学的内容，才能融会贯通。

3.正确利用书籍。多去借阅一下这方面的书籍，多关注最新的时事动态。将自己与专业融为一体，真正体会其中的奥妙和乐趣。

4.重视实践学习。实践是检验真理的唯一标准。多参与实践，才能提高我们的动手能力和创新能力。

五、结语：总之，想在任何事情上学有所成，都必须遵循一定的方法。只要方法得当，刻苦勤奋，自己又善于摸索，年龄和基础都不会成为成功的障碍。相信自己，这就是我最后的总结。自信才能成功！

参考文献

1.《中国大百科全书》自动控制与系统工程卷

2刘复华   《生机盎然的自动化园地》   《自动化博览》1993年5月版

3.王瑞良    《巴黎的交通安全守护神》    《自动化博览》1997年5月版

4.翁素贞 肖严娜 《京九铁路客运自动化系统概况》 《自动化博览》1997年5月版

5.卞正岗 《“三论”与自动化技术的发展》 《自动化博览》1997年5月版下载本文