肖雅瓊 石書琪?（邵陽學院，湖南邵陽 422000）

前言：

自動化這個屬于已廣為人知。生產生活的各個領域都涉及到了它，工業(yè)自動化，農業(yè)自動化，服務自動化，各種自動化設備在日常生活已隨處可見。自動化已經成為一門獨立的學科。

自動化其英譯名為“Automation或Automatization”，是指機械設備、系統或過程(生產、管理過程)，在沒有人或較少人的直接參與下，按照人的要求，經過自動檢測、信息處理、分析判斷、操縱控制，實現預期的目標。其核心是控制與系統。自動化技術在軍事、科學研究、交通運輸、商業(yè)、生命系統和家庭有很廣泛的應用。它克服了危險工作環(huán)境，將人從中解放出來，而且它擴展了人的器官功能，極大地提高了工作效率。因此，自動化是工業(yè)、農業(yè)、國防和科學技術現代化的重要條件和顯著標志。

一、自動化的發(fā)展

自動化的發(fā)展大致可劃分為三個時期：自動化技術形成、局部自動化、綜合自動化。

18世紀末到20世紀30年代（自動化技術的形成）：1788年瓦特發(fā)明離心式調速器，并把它與蒸汽機的閥門連接起來，構成蒸汽機的閉環(huán)自動控制系統。瓦特的這項發(fā)明開創(chuàng)了自動調節(jié)裝置應用的新紀元。

20世紀40年代到50年代（局部自動化）：二戰(zhàn)時期形成的經典控制理論對戰(zhàn)后發(fā)展及不自動化起了重要的推動作用。二戰(zhàn)時期，德國的空軍優(yōu)勢和英國的防御地位，迫使美國、英國和西歐各國科學家集中精力解決了防空火力控制系統和飛機自動導航系統等軍事問題。從而形成了經典控制理論，開創(chuàng)了系統和控制這一新的科學領域。

20世紀50年代到今（綜合自動化）：20世紀50年代末，空間技術發(fā)展迅猛，迫切需要解決許多變量系統的最右控制問題。在這時期，微電子技術有了新的突破，電路計算機、單片微處理器使綜合自動化成為現實。之后IFAC的成立使其發(fā)展迅猛。

自動化技術的發(fā)展主要體現在以下兩方面：①三論：系統論、信息論、控制論。②以穩(wěn)定和優(yōu)化為主題，以簡歷被控對象的控制為關鍵，理論的意義在與指導實踐，而自動化正因此得到飛快的發(fā)展。

二、自動化技術的應用領域

自動化技術在機械加工、采礦冶金、電力系統、交通運輸、農業(yè)生產、環(huán)境保護、醫(yī)藥衛(wèi)生、軍事技術、科學研究、辦公服務等領域得到了廣泛的應用。比 如：機械制造自動化、過程工業(yè)自動化、電力系統自動化、樓與自動化、樓與自動化與智能建造……

汽車工業(yè)的工廠控制采用一貫的生產方式，借著整條生產線的分工裝配，沒幾分鐘即可生產一輛汽車。紡織工業(yè)工廠自動化控制，亦采用一貫作業(yè)的生產方式，每幾分鐘即可高速生產一批布料。此等例子數不勝數。

在機械制造中，一個人只能看管一臺機床，但是如果用數字機床的話一個人能同時看管很多臺機床，大大的提高了工作效率。并且還可以完成自我檢測。機械工業(yè)中，還有一類“過程工業(yè)”，也就是工業(yè)中各個工序不是獨立的，而是歉意供需直接關系到下各工序，將所有工序都連起來，組成一個系統并使其自動工作，形成一個閉環(huán)工作系統，這樣就實現了無人化生產了。

不僅在這些行業(yè)中，計算機、智能控制、系統工程都會用到自動化。計算機集散控制系統DCS，采用網絡通信、數據庫等技術，一方面每臺計算機自成體系，獨立完成部分控制任務，另一方面?zhèn)€臺計算機之間又相互聯絡、交換信息，完成呢過協調控制及操作、管理等任務，實現分而自治黃河綜合協調相結合的控制系統設計思想?，F場總線控制系統FCS，人工神經網絡控制，專家控制等。

自動化控制系統還大量出現在飛行器和交通的控制上，如導彈，航天飛機，火車等。設計和建造一個安全、舒適、高效、節(jié)能環(huán)保的大廈是它的基本目標。通過布線系統和信息終端使建筑“耳聰目明”，做出相應的決策，也就是所謂的智能。對大樓供電、照明、報警、消防、電梯、空調等設備監(jiān)控和管理。通過辦公自動化和通信自動化系統的綜合設計，來提高大樓的舒適性、安全性、節(jié)能性，降低費用，實現高度的集成化管理?？傊詣踊膽煤蛷V泛。

自動化是新起的力量，它將是推動社會發(fā)展的重要力量。自從它的興起，已經大大的改變了人們的生活，提高了生產和生活效率。將來的自動化必會在各個領域得到更好的發(fā)展。70年代以來，自動化開始向復雜的系統和高級的智能控制發(fā)展。城市交通的控制、自動化指揮系統、醫(yī)療自動化、人口控制、機械人、辦公自動化等。將來會成為新技術革命的重要內容迅猛發(fā)展。

三、我對自動化、自動控制系統及自動化專業(yè)的認識

自動化就是在無人人工操作或干預的情況下，系統能夠按照預先設定好的程序自動工作。自動化主要是人造系統的問題，如工廠中的機床、飛行器的飛行姿態(tài)控制等。而相比之下自動控制的概念就要廣泛一些，它不僅涉及人造系統問題，還涉及社會的方方面面，如環(huán)境的控制、人口的控制、經濟的控制。

自動控制系統是隨著自動化學科的發(fā)展應運而生的，學者們把“轉速自動調節(jié)系統”和“伺服機構”統一起來稱為“自動控制系統”。其中伺服系統又叫做“隨動系統”，它的特點是給定環(huán)節(jié)的信號是我們未知的，我們需要按照未知的規(guī)律來控制被控制量。由此可見，自動控制系統是一個不斷變化的、動態(tài)的系統。

自動控制系統分為幾個部分：給定環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)、執(zhí)行環(huán)節(jié)。

給定環(huán)節(jié)，顧名思義給出輸入信號反饋環(huán)節(jié)，通過對系統輸出測量，將它轉換成反饋信號；比較環(huán)節(jié)，對輸入信號和反饋信號測量比較，從而產生“誤差”信號，控制器就按照它實行調節(jié)；執(zhí)行環(huán)節(jié)是將控制信號進行放大，是被控對象的被控量變化。

自動控制系統又分了很多種：恒值自動調節(jié)系統、程序自動控制系統、伺服系統。恒值自動調節(jié)系統應用于克服各種對于被調節(jié)量的擾動而帶來的控制問題，程序自動控制系統應用于給定信號已知的情況，這是與伺服系統相反的。它的控制方式又可以細分為開環(huán)控制系統、反饋控制、復合控制。其中在工業(yè)上用的最多的是反饋控制。它的關鍵在于對系統輸出量進行測量，將它轉換成反饋信號。

這樣一門實用性很強的學科，我們怎么能不認真學呢？從他的產生到發(fā)展到應用，我認為自動化是立身社會的重要知識。那我們如何學好它呢？

①學習自動化必須要樹立學習目標，對著門可有濃厚的興趣。

②必須具備專業(yè)理論知識。

③實踐。自動化不僅僅是一門學科，而且廣泛應用于實踐，所以必須通過實踐才能真正了解它。

④軟件和計算機語言的學習，以及此方面的知識。如C語言、C++、VB、VF等，以及一些仿真軟件如matlab,multisim,pspice等。

只要我們親身實踐，多動腦，多思考，自動化知識可以在任意地方任意時刻幫助我們。這樣才是真正學到并能應用自動化。

[1]《中國大百科全書》 自動控制與系統工程卷

[2]鄭南宇，賈新春，袁澤劍，控制科學與技術的發(fā)展及思考

[3]蔡自興，智能控制及移動機械人研究進程，中南大學報（科學版）