自动化导论论文.doc.doc

1、自动化导论论文姓名：韩思宇通信地址：北京邮电大学自动化学院 2010211411 班内容提要：本文概括的谈论自动化的学术科学定义及对其的理解，与此同时对自动化技术的应用做出分析，并结合现代社会的具体实例来说明自动化技术的对社会、科学发展所起的巨大推动作用。关键词：一、对自动化的认识-自动化的定义及现实应用自动化的本质是机器或者设备在无人干预的情况下，按照规定的程序或指令进行操作和运行以达到预定的效果。或者说自动化是相对手工作业而言的一个名词，是指采用能自动开停、检测、调节、控制和加工的机器/设备进行作业，以代替人的手工作业的措施。广义地讲，自动化包括了模拟或再现人的智能活动。自动化技术已被广泛

2、应用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家居等领域。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、危险的工作环境中解救出来，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，自动化是实现工业、农业、国防和科学技术现代化的重要条件和显著标志。自动化技术是一门涉及学科较多、应用非常广泛的综合性科学技术，或者说，是一个技术群，如电力电子技术，通信和网络技术，计算机与信息处理技术、微电子技术等。因此，自动化是人类社会走向信息化的重要基础。自动化的三大学术关键词：系统论、信息论和控制论1、 系统论系统论是研究系统的一般模式，结

3、构和规律的学问，它研究种系统的共同特征，用数学方法定量地描述其功能，寻求并确立适用于一切系统的原理、原则和数学模型，是具有逻辑和数学性质的一门科学。系 统 论 认 为 ， 整 体 性 、 关 联 性 ， 等 级 结 构 性 、 动 态 平 衡 性 、时 序 性 等 是 所 有 系 统 的 共 同 的 基 本 特 征 。 这 些 ， 既 是 系 统 所 具 有的 基 本 思 想 观 点 ， 而 且 它 也 是 系 统 方 法 的 基 本 原 则 ， 表 现 了 系 统论 不 仅 是 反 映 客 观 规 律 的 科 学 理 论 ， 具 有 科 学 方 法 论 的 含 义 ， 这正 是 系 统 论

4、这 门 科 学 的 特 点 。2、 信 息 论信 息 论 是 一 门 用 数 理 统 计 方 法 来 研 究 信 息 的 度 量 、 传 递 和 变换 规 律 的 科 学 。 它 主 要 是 研 究 通 讯 和 控 制 系 统 中 普 遍 存 在 着 信 息传 递 的 共 同 规 律 以 及 研 究 最 佳 解 决 信 息 的 获 限 、 度 量 、 变 换 、 储存 和 传 递 等 问 题 的 基 础 理 论 。信 息 论 的 研 究 范 围 极 为 广 阔 。 一 般 把 信 息 论 分 成 三 种 不 同 类型 ： (1)狭 义 信 息 论 是 一 门 应 用 数 理 统 计 方 法 来

5、 研 究 信 息 处 理 和 信息 传 递 的 科 学 。 它 研 究 存 在 于 通 讯 和 控 制 系 统 中 普 遍 存 在 着 的 信息 传 递 的 共 同 规 律 ， 以 及 如 何 提 高 各 信 息 传 输 系 统 的 有 效 性 和 可靠 性 的 一 门 通 讯 理 论 。 (2)一 般 信 息 论 主 要 是 研 究 通 讯 问 题 ， 但 还 包 括 噪 声 理 论 、 信号 滤 波 与 预 测 、 调 制 与 信 息 处 理 等 问 题 。 (3 广 义 信 息 论 不 仅 包 括 狭 义 信 息 论 和 一 般 信 息 论 的 问 题 ， 而且 还 包 括 所 有 与

6、信 息 有 关 的 领 域 ， 如 心 理 学 、 语 言 学 、 神 经 心 理学 、 语 义 学 等 。3、 控 制 论在 控 制 论 中 ， “控 制 ”的 定 义 是 ： 为 了 “改 善 ”某 个 或 某 些 受 控 对象 的 功 能 或 发 展 ， 需 要 获 得 并 使 用 信 息 ， 以 这 种 信 息 为 基 础 而 选出 的 、 于 该 对 象 上 的 作 用 ， 就 叫 作 控 制 。 由 此 可 见 ， 控 制 的 基 础是 信 息 ， 一 切 信 息 传 递 都 是 为 了 控 制 ， 进 而 任 何 控 制 又 都 有 赖 于信 息 反 馈 来 实 现 。 信 息

7、反 馈 是 控 制 论 的 一 个 极 其 重 要 的 概 念 。 通俗 地 说 ， 信 息 反 馈 就 是 指 由 控 制 系 统 把 信 息 输 送 出 去 ， 又 把 其 作用 结 果 返 送 回 来 ， 并 对 信 息 的 再 输 出 发 生 影 响 ， 起 到 制 约 的 作 用 ，以 达 到 预 定 的 目 的 。自 动 化 的 现 实 应 用计算机技术、微电子技术、传感器技术等相关技术的快速发展，为控制与自动化技术提供了了宽广和坚实的发展平台，控制和自动化技术在工业、农业、国防等领域得到了广泛应用；同时，与自动化技术相关的一些概念和思想，已经渗透到社会、经济和政治等领域。自动化从

8、最初的控制机器、设备，发展到现在的控制过程（化工、冶炼、造纸等生产过程）和控制系统（电力系统、通信系统、交通系统、汽车制造系统、经济系统、能源系统等） 。随着控制和自动化概念的发展，自动控制系统被控制对象本身的复杂性，控制问题本身的复杂性，系统环境的复杂性也会增加。自动化技术将向着高精尖进一步迈进，成为衡量一个国家或地区的科技发展水平高低的重要指标之一。二、对自动化专业的综述自 动 化 的 概 念 是 一 个 动 态 发 展 过 程 。 过 去 ， 人 们 对 自 动 化 的理 解 或 者 说 自 动 化 的 功 能 目 标 是 以 机 械 的 动 作 代 替 人 力 操 作 ， 自动 地 完

9、 成 特 定 的 作 业 。 这 实 质 上 是 自 动 化 代 替 人 的 体 力 劳 动 的 观点 。 后 来 随 着 电 子 和 信 息 技 术 的 发 展 ， 特 别 是 随 着 计 算 机 的 出 现和 广 泛 应 用 ， 自 动 化 的 概 念 已 扩 展 为 用 机 器 (包 括 计 算 机 )不 仅 代替 人 的 体 力 劳 动 而 且 还 代 替 或 辅 助 脑 力 劳 动 ， 以 自 动 地 完 成 特 定的 作 业 。 今 天 看 来 自 动 化 的 上 述 概 念 也 还 不 完 善 。 把 自 动 化 的 功 能 目标 看 成 是 用 机 器 代 替 人 的 体 力

10、劳 动 或 脑 力 劳 动 是 比 较 狭 窄 的 理 解 。这 种 理 解 甚 至 在 某 种 程 度 上 阻 碍 了 自 动 化 技 术 的 发 展 ， 例 如 ， 有人 就 认 为 ， 中 国 人 多 ， 搞 自 动 化 没 有 很 大 的 必 要 。 今 天 ， 自 动 化 已 远 远 突 破 了 上 述 传 统 的 概 念 ， 具 有 更 加 宽 广和 深 刻 的 内 涵 。 自 动 化 的 广 义 内 涵 至 少 包 括 以 下 几 点 ： 在 形 式 方 面 ， 制 造 自动 化 有 三 个 方 面 的 含 义 ： 代 替 人 的 体 力 劳 动 ， 代 替 或 辅 助 人 的

11、脑力 劳 动 ， 制 造 系 统 中 人 机 及 整 个 系 统 的 协 调 、 管 理 、 控 制 和 优 化 。在 功 能 方 面 ， 自 动 化 代 替 人 的 体 力 劳 动 或 脑 力 劳 动 仅 仅 是 自 动 化功 能 目 标 体 系 的 一 部 分 。 自 动 化 的 功 能 目 标 是 多 方 面 的 ， 已 形 成一 个 有 机 体 系 。 在 范 围 方 面 ， 制 造 自 动 化 不 仅 涉 及 到 具 体 生 产 制造 过 程 ， 而 是 涉 及 产 品 生 命 周 期 所 有 过 程 。 自 动 化 是 一 个 动 态 概 念 ， 有 着 十 分 广 泛 和 深 刻

12、 的 内 涵 。 目 前制 造 自 动 化 技 术 的 研 究 非 常 活 跃 。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 以后 ， 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

13、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

14、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 革 命 的 重 要 内 容 ，并 得 到 迅 速 发 展 。三 、 具 体 实 例 分 析 三 峡 水 库 自 动 化 调 度 系 统三峡梯级水库调度自动化系统是目前国内规模最大、功能最全的水调自动化系统。系统是为了满足三峡工程围堰发电期(135m)梯级水库调度的需要，并兼顾三峡工程初期运行期(156m)和正常运行期(175 m)水库调度要求，而建立的一套集水情信息采集、水文预报、水库调度、会商查询、水情信息发布等功能为一体的水库

15、调度作业系统。系统自动采集寸滩-宜昌区间、三峡坝址上下游及三峡葛洲坝两坝间的水雨情信息，收集梯级水库调度所需要的其它区域的水情信息，以及气象信息、枢纽运行信息、防汛指挥部门的防洪调度信息，电力调度部门的电调信息和航运部门的航调信息，并对这些信息进行计算、分析和综合处理。根据水情和气象信息，系统作出短、中、长期水文预报。根据水情信息和水文预报，按照枢纽综合利用的要求，系统进行水库调度方案的计算和分析比较，形成水库调度作业系统，为水库调度提供决策支持。系统在 2003 年 6 月 1 日开始的三峡水库蓄水过程中为领导和调度人员提供了所需的信息，提供了多种方法计算当前及未来的水情发展趋势，在三峡蓄水

16、和流域水资源监测管理中发挥了重要作用，被誉为三峡“水管家”。 未来的长江三峡梯级水库电站生产管理的目标，是既要充分发挥三峡工程的防洪发电通航效益，又要解决防洪枯水航运和发电之间的矛盾，适应未来电网竞价上网的需要，同时实现水资源的优化分配和梯级枢纽的优化调度。在这个过程中，三峡梯级水库调度自动化系统无疑承担着相当重要的角色，不仅担负着三峡枢纽全方位的水库、发电、航运数据的采集、处理和应用，而且又是水库调度方案和梯级电站发电计划的制作和执行平台。因此，它既是目前三峡梯级水库调度工作的基础系统，也是未来整个长江三峡工程开发总公司所属的全部梯级电站优化调度决策的基础平台。 四、小结自 20 世纪 80

17、 年代实行改革开放以来，自动化技术在我国的应用已取得相当的成绩，为我国国民经济建设和发展做出了很大的贡献。但是，与国际同行业相比，我国的自动化技术水平现时还处于比较稚嫩和脆弱时期，运用自动化技术改造传统产业基本上还处于起步阶段，工业化还处于发展的中期阶段，工业自动化水平与世界发达国家相比还存有较大差距。因此，国家提出了在本世纪头 20 年经济建设和改革的主要任务是基本实现工业化，大力推进信息化，并进一步提出信息化是我国加快实现工业化和现代化的必然选择。中国工程院院士、中国高技术计划自动化领域首席科学家、清华大学自动化系教授吴澄先生指出：自动化在信息化与工业化之间发挥着桥梁和纽带的作用。由这些论述中我们可以看出，面对我国传统工业的落后现状，国家将加大技术改造的步伐，使我国工业技术朝着多样化、自动化、智能化方向发展，而自动化技术的采用是发展和提高国民经济诸多产业技术水平的重要手段，也是我国对传统产业实现技术改造、建立自动化工业体系及高新技术产业的关键应用技术、所以，这个专业的发展前景巨大、市场广阔，当然这一切都要靠所有人的努力！参考文献：百度百科自动化导论周献中科学期刊