自动化学科概论-第5章45775

1、自动化学科概论自动化学科概论 第第5 5章章 自动化学科、专业的自动化学科、专业的 知识体系与课程体系知识体系与课程体系 自动化学科概论自动化学科概论 5.1 自动化学科的知识结构与知识体系 5.2 自动化专业的知识结构与知识体系 5.3 自动化专业人才的知识、素质与能力 5.4 自动化专业的课程结构与课程体系 5.1.1 自动化学科的研究内容 5.1.2 自动化学科的知识结构 5.1.3 自动化学科的知识体系 第第5 5章章 自动化学科专业的知识体系与课程体系自动化学科专业的知识体系与课程体系 自动化科学与技术学科的结构框架图 维纳给出的负反馈闭环控制结构图 控控制制器器对对 象象执执行行器

2、器 传传感感器器信信号号处处理理 D D/ /A A A A/ /D D - - + 操作 指令 噪声 外部干扰 噪声 输出 从“反馈”与“控制”的角度看负反馈闭环控 制结构 + 信信息息控控制制物物质质对对象象信信息息应应用用 信信息息获获取取信信息息处处理理 信信 息息 传传 输输 - - 控控制制器器对对 象象执执行行器器 传传感感器器信信号号处处理理 D D/ /A A A A/ /D D - - + 操作 指令 噪声 外部干扰 噪声 输出 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 自动化学科的整个知识结构框架 自动化学科的整个知识结构框架 ： 5.2.1 不同类型的知识结

3、构与体系的划分 5.2.2 “实体控制”类知识结构与体系 5.2.3 “信息控制”类知识结构与体系 5.2.4 “模型控制”类知识结构与体系 第第5 5章章 自动化学科专业的知识体系与课程体系自动化学科专业的知识体系与课程体系 自动化学科研究的不同层次研究的不同层次，分别为： “模型控制模型控制”，突出学科的数学特征； “信息控制信息控制”，突出学科的信息特征； “实体控制实体控制”，突出学科的工程特征。 学科研究的不同层次反映了研究工作者不 同的研究角度，将学科划分为不同的研究层次可 吸引更多的工作者从不同的研究角度来进行研究。 对于本科自动化专业教育，把不同的培养 目标与不同的研究层次联系

4、起来，从而得到适应适应 不同院校、不同专业设置需要的不同类型不同院校、不同专业设置需要的不同类型的知识 结构与体系，分别为： “模型控制模型控制”类知识结构与知识体系类知识结构与知识体系 “信息控制信息控制”类知识结构与知识体系类知识结构与知识体系 “实体控制实体控制”类知识结构与知识体系类知识结构与知识体系 模型控制类 知识结构体系 信息控制类 知识结构体系 实体控制类 知识结构体系 研究主导型 自动化专业 研究应用型 自动化专业 应用主导型 自动化专业 “实体控制实体控制”类知识结构与体系特点类知识结构与体系特点： 工程的特点 专门自动化的特点： 如商业自动化、化工自动化、 交通自动化，建

5、筑自动化、电力自动化。 “信息控制信息控制”类知识结构与体系特点类知识结构与体系特点： 信息的特点。学习信息科学技术的许多内容， 重点在信息的控制应用上； 通识自动化的特点。带有一定普遍性或共性的 对象（机器、系统）的信息控制问题； 系统的特点。通过“综合”与“集成”的方法， 学习从系统的观点研究信息的控制； 学科分类的特点。很大部分学生将读研究生， 因而在本科阶段的后半期按研究生教育 的学科分开设一些（二级）学科课程 （称之为专业方向课程）是通常的做法。 “模型控制模型控制”类类知识结构与体系特点特点： 突出坚实的数学基础、 坚实的控制理论基础； 突出对典型的控制系统进行抽象、加工、 改造（

6、使具有普适性）和分析的能力。 5.3.1 自动化专业人才培养目标 5.3.2 自动化专业人才的完整知识结构 5.3.3 自动化专业人才的素质、能力要求 第第5 5章章 自动化学科专业的知识体系与课程体系自动化学科专业的知识体系与课程体系 自动化专业对本科生的培养目标是： 自动化工程师或科学家的“雏形”或“毛 坯”。 包含了两重意思，或者说可分解成近期目标与 长远目标两部分： 长远目标：使每一位学生将来都能成为自动 化工程师或科学家； 近期目标：通过四年自动化专业教育的培养， 使每一位学生都具备自动化工程师或科学 家的基本素质、基本能力和基本完整的知 识结构。 总要求总要求具具 体体 要要 求求

7、 知识要求 工具性知识、人文社会科学基础知识、自然科 学基础知识、工程技术基础知识、自动化专业 知识。 素质要求 思想道德素质、科学素质、文化素质、身心素 质。 能力要求 获取知识能力、应用知识能力、创造知识（科 研创新）能力。 5.4.1 自动化专业的课程结构 5.4.2 “实体控制”类课程体系 5.4.3 “信息控制”类课程体系 5.4.4 “模型控制”类课程体系 第第5 5章章 自动化学科专业的知识体系与课程体系自动化学科专业的知识体系与课程体系 针对生产过程自动化的参考课程结构与体系 注：考虑到生源与培养目标的差异和制订教学计 划的见仁见智，课程结构与体系间的差别可能较大。 当学生学习

8、时发现，自己所在的学校、专业的课程结 构、体系与后面给出的参考体系有较大差别，一点也 不奇怪。 课课 程程 结结 构构一年级一年级二年级二年级三年级三年级四年级四年级 秋季学期春季学期秋季学期春季学期秋季学期春季学期秋季学期春季学期 通识教 育课 自然科学 高等数学 大学物理 高等数学 线性代数 大学物理 复变函数 概率统计 大学化学* 数值分析*随机过程*运筹学* 信息基础计算机文化 程序设计语 言 多媒体技术* 其他组（略） 专业基 础课 电工与电子电路 模拟电子技 术 电磁场* 数字电子技 术 信号与系统 电力电子* 机械与工程工程制图机械原理 计算机原理软件技术微机原理 工业计算机网络

9、 PLC技术* 单片机原理* 嵌入式系统* 控制基础自动化概论自动控制原 理 现代控制理 论 检测与传感 专业基础 实践 机械实习 电路实验 电子实验电子实验 自动控制实 验 电力电子实 验 微机原理实 验 现代控制实 验 检测实验 专业课 业 基本控制 自动化仪表 过程系统辨 识控制电机 过程控制系统 计算机控制 运动控制系统* 专业方向 控制系统设计* 管理信息系统* 集散控制系 统 现场总线技 术仪表抗干 扰 人工智能* 最优控制* 专业前沿过程仿真*智能控制* 专业实践 电机拖动实 验 专业课实验 生产实习 课程设计 毕业设计 “信息控制”类参考课程体系 之1分专业方向 （见书） 之2

10、不分专业方向（见下表） 课课 程程 结结 构构一年级一年级二年级二年级三年级三年级四年级四年级 秋季学期春季学期秋季学期春季学期秋季学期春季学期秋季学期春季学期 通识教 育课 自然科学 工科数学分 析 大学物理 工科数学分 析 线性代数 大学物理 复变函数 概率统计 大学化学* 数值分析随机过程*运筹学 信息基础计算机文化 程序设计语 言 多媒体技术* 其他组（略） 专业基 础课 电工与电子电路 模拟电子技 术 电磁场 数字电子技 术 信号与系统 电力电子* 机械与工程工程制图机械原理 计算机原理软件技术微机原理 工业计算机网络 PLC技术* 单片机原理* 嵌入式系统* DSP* 控制基础自动

11、化概论自动控制原 理 现代控制理论 检测与传感 控制系统仿真 专业基础 实践 机械实习 电路实验 电子实验电子实验 自动控制实 验 电力电子实 验 微机原理实验 现代控制实验 检测实验 专业课 基本控制电机与拖动 运动控制系统 过程控制系统 计算机控制 专业方向 现代检测技术* 数字信号处理* 管理信息系统* 系统工程* 人工智能* 最优控制* CIM系统* 楼宇自动化* 专业前沿智能控制* 机器人控制* 信息融合* 专业实践电机拖动实验专业课实验 生产实习 课程设计 毕业设计 “模型控制”类自动化专业的参考课程体系 课课 程程 结结 构构一年级一年级二年级二年级三年级三年级四年级四年级 秋季学期春季学期秋季学期春季学期秋季学期春季学期秋季学期春季学期 通识教 育课 自然科学 数学分析 大学物理 数学分析 线性代数 大学物理 复变函数 概率统计 数值分析 现代生物学* 数理方程 近代物理* 随机过程运筹学 离散数学* 泛函分析* 信息基础计算机文化 程序设计语 言 电子商务* 多媒体技术* 其他组（略） 专业基 础课 电工与电子电路 模拟电子技 术 数字电子技 术 机械与工程工程制图 计算机原理软件技术微机原理计算机网络 控制基础自动化