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自动化专业所有细分专业(选专业每日一专业)(1)

1、什么是自动化?

什么是自动化呢?通俗地讲,就是在没有人参与的情况下,对一个对象进行控制,让控制对象按照预想的方式工作。这个对象可以是一个建筑物的配电系统,高效率地控制和监测电力系统,优化性能和降低成本;也可以是一个导弹拦截系统,准确跟随目标和快速追踪;还可以是任意的交通工具,实现无人驾驶和智能识路……目前自动化技术已广泛应用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家庭等领域,从无人驾驶的航天飞船,到智能冰箱的温度控制,再到微创手术的拟人机械,自动化技术为这些行业提供了高科技带来的便利。现在,自动化技术已从办公自动化、工业自动化逐渐向家庭自动化发展,它与普通民众的日常生活发生了千丝万缕的联系,更进一步的发展势在必行。

自动化专业知识面广,涉及的领域很广泛,所以会存在“××工程及其自动化”之类的专业,这类专业都是针对“××”领域的,而且所学内容也以“××工程”为主。国家开设“自动化”这个专业,旨在培养具备自动化的专业知识和能力,又能在各个领域发挥作用的宽口径高级人才。也就是说,不只是“××工程”,该专业的人才对于任何工程都可以胜任。这听起来好像很全能,但这意味着两方面的问题。一是既然全能,就必须学习很全面的知识,因此自动化专业的课程、课时要远远多于大部分工科专业,学习起来相对要吃力些。二是各个大学的自动化专业都有自己的主攻方向,例如,北京航空航天大学的自动化以飞行器控制为主,研究生阶段的方向也多以飞行器控制为主;东北大学的自动化以钢铁制造方面的自动化为主;北京交通大学的自动化专业偏重交通控制、智能交通。所以在选择学校的时候,也要考虑一下自己对专业的应用领域是否有兴趣。

与计算机、通信技术、电子技术、电气工程等专业相比,自动化专业毕业生的就业优势明显。这主要是由于自动化专业课程设置覆盖面广,涵盖了电子工程、计算机、电机工程等内容,甚至连化学工程都有所涉及。对那些有志于学到真本领、硬功夫的同学来说,这个专业是一个非常好的选择。

2、主要代表院校

控制科学与工程学科国家“双一流”世界一流学科建设高校:北京大学、清华大学、北京航空航天大学、北京理工大学、东北大学、哈尔滨工业大学、上海交通大学、东南大学、浙江大学

全国高校第四轮学科评估控制科学与工程学科:

自动化专业所有细分专业(选专业每日一专业)(2)

拥有控制科学与工程学科国家重点学科一级学科高校:清华大学、北京航空航天大学、东北大学、哈尔滨工业大学、上海交通大学、浙江大学、华中科技大学、西安交通大学、国防科技大学

拥有控制理论与控制工程学科国家重点学科二级级学科高校:北京理工大学、同济大学、华东理工大学、东南大学、山东大学、湖南大学、中南大学、西北工业大学

拥有导航、制导与控制学科国家重点学科二级级学科高校:哈尔滨工程大学、第二炮兵工程学院

自动化专业国家级特色专业建设点:

自动化专业所有细分专业(选专业每日一专业)(3)

3、开设哪些课程?

自动化专业课程内容繁多,每学一门课程都需要开动脑筋,鼓足勇气。

C语言程序设计是大一一入学就开设的一门专业基础课。随着面向对象编程和可视化集成开发工具的发展,很多曾经非常流行的编程语言的影响下降甚至逐步消失,但有一种语言例外,它就是C语言。C语言相当于一个翻译官,它将设计思想翻译成可以指挥硬件的命令。

所谓C语言程序,其实就是若干C语句的组合———可以是短短几句以实现几个数的相加;可以是长到上万句以实现复杂的运算。对于大多数刚入学的新生,“编程”“C语言”都是从未接触过的新鲜事物,很多同学摸不着头脑,没有头绪。不少学生都曾在理解复杂循环的时候抓狂,在调试第一个C语言程序时,面对满屏幕的编译错误而“暴走”。

电路、数字电子电路基础、模拟电子电路基础这三门课是自动化学院在大二时开设的一系列专业基础课。

电路课程主要讲授电路理论的基础知识和电路分析与计算的基本方法。内容主要包括电路基本定律、电路定理、线性电路的基本分析方法、线性动态电路的时域分析法、线性动态电路的复频域分析法等。其实说白了就是高中物理电学的升级版,在高中简单的电流电压的基础上,加入了更高级的数学手段(如复数、微积分等)和新的分析方法(如时域分析、复域分析等)。但本质上求解和计算的还是最基本的电流电压之间的关系,只不过元件的表达和各个变量之间的关系更复杂。同时为了方便各个工程领域的应用,其还从不同的角度去分析、解决问题。考试时的考题大多是工程中的实际例子,计算繁琐,数据也不是整数,很多同学因此挂科了。

数字电子电路基础(简称数电)和模拟电子电路基础(简称模电)是自动化学院两大杀手级的课程,让很多人闻之色变。对于这两门课,同学们普遍认为模电不好学。模电的学习需要比较扎实的物理和电路基础,模电最基本的是“放大”,包括放大元件的原理和应用,放大电路的分析等。所谓放大,就是将一个弱小的信号放大成为可以驱动其他元件的、有一定幅值和功率的信号,在此基础上学一些振荡电路、精密整流电路、功率放大器、稳压电源等。模电之所以难学,一是所学的知识比较新鲜,以前没有接触过,理解起来也比较抽象;二是所学内容较多,一个学期内的学习量较大,往往一步没跟上,就步步差一拍了;三是如果没有动手实践一下,就很难对模电的知识有深刻的理解。

大三起,学生开始了真正的专业课之旅。所有的专业课程都由自动化学院开设,因此授课的内容和方向更有针对性,也更有特色。

微机原理与接口技术是介绍微型计算机的组成原理、体系结构、指令系统以及汇编语言程序设计的。自动控制的算法现在多由计算机来实现,需要将数据传入计算机、编程计算,再传送出去,所以要了解计算机的组成原理、工作方式,以及与外界接口的一些方法和技术。在这门课的起步阶段学生学习的是计算机的硬件与时序,需要理解记忆的内容很多,每节课的进度很快,所以很多同学都觉得枯燥乏味又十分难懂,但只要过了这一关,后面的内容就相对轻松很多。因为有了C语言的基础,汇编语言的学习就方便很多。汇编语言是基础的机器语言,相当于直接与机器进行交流,因此,学生更容易理解程序在计算机中到底是如何工作的。但相对于C语言,汇编语言的编程要繁琐一些。此外,各类可编程接口芯片的学习内容较为独立,应用是关键,记忆是其次。微机原理这门课有自己的实验课时。实验主要是利用所学的接口芯片,用汇编语言编程实现一定的功能,比如在示波器上显示三角波、控制实验板上的灯光等,虽然对于初学者来说有一定难度,但都还比较有趣。当看到实验板上的一排小霓虹灯在按照程序设定的规律闪烁时,那种感觉真是妙不可言。

电力电子技术由电力、电子和控制三部分内容交叉而成。通俗地讲,电力电子技术就是一门研究弱电控制强电的学科。所谓弱电控制强电,再通俗一点,就是用一个微小的信号去控制大电流、大电压信号。电力电子技术介绍的就是如何应用电力半导体器件,实现用一个微小的信号去控制大电流大、电压信号,从而进行大电流大、电压电能的转换。这种转换包括电压、电流、频率以及波形等方面的变换,比如将交流电压整流成直流电压,将直流电压逆变成交流电压等,这些电压可以高达几千几万伏,而它们之间的转化是在几伏甚至几毫伏的信号控制下进行的。

自动控制原理是自动化专业学生的看家本领。自动化学院开设一年的自动控制原理课,在大三分上下两个学期完成,内容涉及经典控制理论和现代控制理论,涵盖线性系统与非线性系统。大三上学期的自动控制原理首先介绍的就是什么是自动控制、自动控制的应用领域以及自动控制系统的性能指标,也就是什么样的控制可以称之为好的控制。接着,课程会介绍如何将实际的系统抽象成为可以计算的数学表达式,也就是建立数学模型。有了以上基础,就可以从不同的角度、使用不同的方法分析线性系统:时域、频域、根轨迹等。这学期主要是自动控制原理的入门。

在材料力学、理论力学、机械设计基础、机械设计课程设计这四门课上,学生学习的都是B类课程,所谓B类就是针对非力学和非机械类专业学生开设的技术基础课,在知识的深度和广度上要低于力学类和机械类专业。虽然培养计划对学生的要求没有那么高,但是这四门课着实没有一门是好学的。

材料力学介绍材料的力学性能、轴向拉压变形、扭转、弯曲应力、弯曲变形、应力、应变分析、复杂应力状态强度等问题,它属于物理力学的延伸,对于大多数同学来讲,这门课比较枯燥,它说是力学,但其实需要记忆的东西很多,计算也比较烦琐。

理论力学分为静力学和动力学。其实授课的内容本身并没有难到传说中的程度,课堂的内容基本上都可以使学生听懂,但是书后习题都比较难。最初接触一种题型的时候,一般需要半个小时到一个小时才能想出一道题目,因此需要在作业上花费较多时间。考试的题目很难,题量较大。

机械设计基础是非机械类专业的必修技术基础课,分为两个学期完成。

物理实验、电气技术实践、电子实习是一系列在大学前三年进行的实践类课程,也就是锻炼动手能力的课程。物理实验是公共类实践课程,也就是面向全校工科学生的;电气技术实践、电子实习是专业类实践课程,主要面向自动化专业学生。

物理实验涵盖力、热、电、光四大方面,实验时间和内容安排由自己选定。电气技术实践是专门针对数电和模电的应用而开设的实验课,分两个学期完成。也就是说,在这一年中,每周都要有一个晚上是在跟电气实验较劲。第一个学期是模电实验,模电实验以应用模电知识为主要目的,进行放大电路、开关电源、三相电路及频率特性等相关实验。第二个学期是数电实验,难度与模电相当,不过一定要提前设计好实验的电路图,此外,与模电实验不同的是,数电实验多是利用各种芯片实现功能,因此实验之前一定要检测芯片的功能是否完好,其次,数电实验的结果出错时,较难检查出错误所在,要有极大的耐性和清醒的头脑,才能顺利地完成数电实验。

电子实习也分为两个学期,第一个学期的任务是利用最基本的电容、电阻等元件及各种芯片,按照原理图焊制一个小收音机。第二学期的内容是学习数字电路和模拟电路的仿真,学习仿真的方法以及仿真软件的使用,对于软件的学习,关键在于多多地使用,使用得越多就越熟练。

进入大三下学期后,要进一步分成五个小专业:机电一体化、飞行器控制、工业过程控制、导航与控制、检测与控制。各个方向的专业课大同小异。

4、毕业后做什么?

(1)就业方向一:研发人员。自动化专业的毕业生偏软件方向的,可就业于各种网络公司和制造形企业,从事软件开发工作;偏硬件的可就业于大型国有企业(如电厂)、各种制造形企业、航空航天部门、金属冶炼部门,从事自动化的设计、研发、检测、维护、操作工作。

(2)就业方向二:科研人员。自动化专业的学生可广泛就业于各个自动化方向的科研院所(如中国科学院自动化研究所、各大航天研究院等),从事自动化领域的科学研究工作。

(3)就业方向三:任教。很多自动化的毕业生选择攻读硕士和博士研究生,其中一部分毕业后会留校任教并从事本领域的科学研究工作。

(4)就业方向四:其他。一些技术类以外的职位,也可以作为自动化专业毕业生的选择方向,如自动化产品的销售人员、政府公务员、客户服务等。

自动化专业总结

自动化专业以自动控制理论为主要理论基础,以电子技术、计算机信息技术、传感器与检测技术等为主要技术手段,对各种自动化装置和系统实施控制,是计算机硬件与软件结合、机械与电子结合、元件与系统结合、运行与制造结合,集控制、计算机、电气、机械为一体的综合性学科专业。本专业既强调学生有扎实的理论基础,也突出学生的实践技能,并注意加强学生在工程技术方面创新能力的培养。

就业方向

本专业学生毕业后可在涉及电子信息自动化技术的公司、企业、设计院、研究所和高校等单位从事技术开发、科学研究及管理工作。

从事行业:

毕业后主要在新能源、仪器仪表、电子技术等行业工作,大致如下:

1 新能源

2 仪器仪表/工业自动化

3 电子技术/半导体/集成电路

4 机械/设备/重工

5 互联网/电子商务

从事岗位:

毕业后主要从事电气工程师、测试工程师、机械工程师等工作,大致如下:

1 电气工程师

2 测试工程师

3 机械工程师

4 销售工程师

5 软件测试工程师

工作城市:

毕业后,上海、北京、深圳等城市就业机会比较多,大致如下:

1 上海

2 北京

3 深圳

4 广州

5 杭州

6 东莞

7 苏州

8 南京

就业前景

该专业毕业生有着广阔的就业渠道,因为自动化技术的应用广泛,其就业领域也五花八门。根据近几年毕业生就业的情况看,他们的工作都非常理想,收入状况也颇为乐观。

与该专业就业领域相关联的行业借助市场经济的搞活和对外开放程度的加深,也获得了飞速发展。民航、铁路、金融、通信系统、税务、海关等部门的自动化程度越来越高,科研院所、高科技公司也借助强大的人才优势,发展迅猛。

未来随着自动化技术应用领域的日益拓展,对这一专业人才的需求将会不断增加,自动化专业的毕业生也将借助这一技术的广泛应用而在社会生活的各个领域、经济发展的各个环节找到发挥自己专长的理想位置。

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