自动化学科概论论文

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1、自动化科学技术史—自动化科学与技术的产生与发展****（*****）自动化学院******班摘要：自动化是人类自古以来永无止境的梦想和追求目标。自古以来，人类就有创造自动装置以减轻或代替人劳动的想法。人类总是设想或努力把工作轻松完成，于是利用自然界动力代替人力畜力﹐以及用自动装置代替人的部分繁难的体力活动。出于人类追求“解放自我”的目的，经过漫长岁月的探索，诞生了自动化的理念以及科学技术，制造出许许多多的自动装置。关键词：发展历程，自动化成果，自动化科学技术,发展趋势1.引言自动化（Automatio

2、n），是指机器或装置在无人干预的情况下通过自动检测、信息处理、分析判断自动地实现预期的操作或某种过程。广义上讲，自动化还包括模拟或再现人的智能活动。自动化技术广泛用于工业、农业、国防、科学研究、交通运输、商业、医疗，服务以及家庭等各方面。自动化是一门涉及学科较多、应用广泛的综合性科学技术。自动化主要研究的是人造系统的控制问题，自动控制。除了上述研究外，还研究社会、经济、生物、环境等非人造系统的控制问题。例如生物控制、经济控制、社会控制及人口控制等，显然这些都不能归入自动化的研究领域。不过人们提到自动控

3、制，通常是指工程系统的控制，在这个意义上自动化和自动控制是相似的。自动化科学是以控制论为理论基础，并与系统论、信息论密切相关的的一门技术科学，属于应用基础科学。其基本任务是为控制工程（包括非工程）和自动化技术及其它工程技术提供科学理论基础。而自动化技术则是实现自动化科学与自动化工程（包括非工程）之间的桥梁。一方面将自动化科学原理与方法转换为工程实用技术（包括工具和手段）；另一方面将工程实践中遇到的问题提炼、抽象成为科学问题，为自动化科学研究提供新的研究对象。自动化技术包括了生产控制自动化和经营管理自动

4、化两个方面。自动化科学与技术与许多自然科学、技术科学和管理科学领域相互渗透、交叉，其本身又具有独特的研究对象、理论及方法学体系和实现手段，并已形成从基础研究直到工程技术的完整的多层次结构。2.自动化科学技术的形成与发展2.1自动化技术形成时期（18世纪末至20世纪30年代）社会的需要是自动化技术发展的动力。自动化技术是紧密围绕着生产﹑军事设备的控制以及航空航天工业的需要而形成和发展起来的。工业上的应用，是以瓦特的蒸汽机调速器作为正式起点。1788年﹐瓦特为了解决工业生产中提出的蒸汽机的速度控制问题﹐把

5、离心式调速器与蒸汽机的阀门连接起来﹐构成蒸汽机转速调节系统﹐使蒸汽机变为既安全又实用的动力装置。此时的自动化装置是机械式的，而且是自力型的。2.2自动化技术及应用的发展经历自动化技术及应用的发展经历了三个重要的里程碑：第一个里程碑是1788年英国机械师watt在发明蒸汽机的同时发明的蒸汽离心式调节器。第一次出现被控量的自动调节。第二个里程碑是20世纪20年代电子管反馈放大器的诞生，各种电子式控制器在各种机械与电子装置中的广泛应用，实现了机构和系统的自动化工作。第三个里程碑是从20世纪70年代开始，计算

6、机控制技术诞生，并逐步形成基于数字计算机控制与管理的一系列先进自动化模式与理念。90年代以来，随着智能技术和知识工程的普遍应用，现代的自动化装置及系统具有极强的环境适应能力和交互能力、复杂行为的控制能力、高智能的决策行为。1788年，J.瓦特为了解决工业生产中提出的蒸汽机的速度控制问题，把离心式调速器与蒸汽机的阀门连接起来，构成蒸汽机转速调节系统，使蒸汽机变为既安全又实用的动力装置。瓦特的这项发明开创了自动调节装置的研究和应用。在解决随之出现的自动调节装置的稳定性的过程中，数学家提出了判定系统稳定性的

7、判据，积累了设计和使用自动调节器的经验。20世纪40年代是自动化技术和理论形成的关键时期，一批科学家为了解决军事上提出的火炮控制、鱼雷导航、飞机导航等技术问题，逐步形成了以分析和设计单变量控制系统为主要内容的经典控制理论与方法。1946年，美国福特公司的机械工程师D.S.哈德首先提出用自动化一词来描述生产过程的自动操作。1947年建立第一个生产自动化研究部门。1952年J.迪博尔德第一本以自动化命名的《自动化》一书出版,他认为“自动化是分析、组织和控制生产过程的手段“。实际上,自动化是将自动控制用于生

8、产过程的结果。50年代以后，自动控制作为提高生产率的一种重要手段开始推广应用。它在机械制造中的应用形成了机械制造自动化；在石油、化工、冶金等连续生产过程中应用，对大规模的生产设备进行控制和管理，形成了过程自动化。电子计算机的推广和应用，使自动控制与信息处理相结合，出现了业务管理自动化。50年代末到60年代初，大量的工程实践，尤其是航天技术的发展，涉及大量的多输入多输出系统的最优控制问题，用经典的控制理论已难于解决，于是产生了以极大值原理、动态规划和状态空