自动化学科概论第5章

第5章

自动化学科、专业的知识体系与课程体系自动化学科的知识结构与知识体系自动化专业的知识结构与知识体系自动化专业人才的知识、素质与能力自动化专业的课程结构与课程体系第5章自动化学科专业的知识体系与课程体系自动化学科的研究内容自动化学科的知识结构自动化学科的知识体系5.1自动化学科的知识结构与知识体系5.1.1

自动化学科的研究内容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5.1.2

自动化学科的知识结构采用计算机控制的典型自动化系统控制器对象执行器传感器信号处理D/AA/D-操作+指令噪声外部干扰噪声输出⑴从“反馈”与“控制”的角度看负反馈闭环控制结构⑵从信息与物质、能量的角度来看基本的负反馈闭环控制结构用信息与物质、能量转换关系来表示的负反馈闭环控制结构+信息控制物质对象信息应用信息获取信息处理信息传输-⑶从数字量与模拟量的角度

看负反馈闭环控制结构计算机（控制） 广义的被控对象数

字

量模

拟

量⑷从子系统的角度来看基本的负反馈闭环控制结构及其等效图自动化学科中的各个重要概念完成一个基本系统的反馈控制需要用到几乎全部自动化学科知识域中的知识控制器对象执行器传感器信号处理D/AA/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自动化科学与技术学科的三层知识结构简图基础知识层控制知识层：系统知识层：5.1.3

自动化学科的知识体系反映自动化学科特点的五个知识领域是：控制与智能、对象与建模、系统与工程等三个知识领域则可视为自动化学科知识体系的核心知识，1）

“传感与检测”知识领域，2）“网络与通信”知识领域，3）“计算与处理”知识领域，4）

“控制与智能”知识领域，5）“执行与驱动”知识领域，6）“对象与建模”知识领域，7）“系统与工程”知识领域，不同类型的知识结构与体系的划分“实体控制”类知识结构与体系“信息控制”类知识结构与体系“模型控制”类知识结构与体系5.2

自动化专业的知识结构与知识体系三类不同的知识结构与知识体系5.2.1

不同类型的知识结构与体系的划分研究的不同层次，“模型控制”“信息控制”“实体控制”适应不同院校、不同专业设置需要的不同类型“模型控制”类知识结构与知识体系

“信息控制”类知识结构与知识体系

“实体控制”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”类知识结构与体系特点：工程的特点专门自动化的特点：5.2.2

实体控制类知识结构与体系“信息控制”类知识结构与体系特点：信息的特点。通识自动化的特点系统的特点学科分类的特点5.2.3

信息控制类知识结构与体系“模型控制”类知识结构与体系特点：5.2.4

模型控制类知识结构与体系自动化专业人才培养目标自动化专业人才的完整知识结构自动化专业人才的素质、能力要求5.3自动化专业人才的知识、素质与能力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”。①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；②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。5.3.1

自动化专业人才培养目标对自动化专业人才的知识、素质与能力要求综合表总要求具

体

要

求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。自动化专业的课程结构“实体控制”类课程体系“信息控制”类课程体系“模型控制”类课程体系5.4

自动化专业的课程结构与课程体系5.4.1

自动化专业的课程结构5.4.2

“实体控制”类课程体系参考课程结构与体系课程结构一年级二年级三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

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5.4.3

“信息控制”类课程体系“信息控制”类参考课程体系之1——分专业方向（见书）之2——不分专业方向（见下表）课程结构一年级二年级三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工科数学分复变函数数值分析随机过程*运筹学析析概率统计大学物理线性代数大学化学*大学物理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5.4.4

“模型控制”类课程体系“模型控制”类自动化专业的参考课程体系课程结构一年级二年级三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数学分析复变函数数理方程随机过程运筹学泛函分析*大学物理线性代数概率统计近代物理*离散数学*大学物理数值分析现代生物学*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概论自动控制原理现代控制理论检测与