自动化专业概论（合集5篇）

第一篇：自动化专业概论

自动化专业概论

自动化专业属于电气信息类的一个专业，它是以自动控制理论为基础，以计算机技术、微电子技术、电力电子技术、传感器技术等现代科学技术为主要控制手段，组成各种自动化控制装置和系统，实现工业生产和社会生活自动化，是国民经济建设和人民生活急需的专业。

培养目标：本专业培养学生具备电工技术、电子技术、控制理论、自动检测与仪表、信息处理、系统工程、计算机技术与应用和网络技术等较宽广领域的工程技术基础和一定的专业知识，能在运动控制、工业过程控制、电力电子技术、检测与自动化仪表、电子与计算机技术、信息处理管理与决策等领域从事系统分析、系统设计、系统运行、科技开发及研究等方面工作的高级工程技术人才。

主要课程：电路原理、电子技术基础、计算机原理及应用、计算机软件技术基础、过程工程基础、电机与电力拖动基础、电力电子技术、自动控制理论、信号与系统分析、过程检测及仪表、运筹学、计算机仿真、计算机网络、过程控制、运动控制、系统辨识基础、计算机控制系统、系统工程导论、人工智能导论等

从目前的形势来看，自动化技术和电子计算机技术关系十分密切，相互渗透的趋势日益明显。然而，从发展过程来看，自动化技术要早于计算机技术。计算机技术大量出现之前，工业自动化技术已经大量应用在工业生产和电力系统控制等方面，实现了电力代替

人力完成工业生产和电力系统的自动控制。随着电子计算机技术突飞猛进的发展，自动化技术从根本上发生了深刻变化，并大量应用于人类生产和生活的各个角落，真正使人类进入了信息社会。因此，自动化专业作为信息类学科的重要组成部分，二十年来是非常走俏的，尤其是最近几年，自动化和计算机、电子等信息类专业已成为高等院校工科专业中不争的龙头老大。按照教育部划分标准，自动化专业主要涵盖以下５个学科方向：控制理论与控制工程、模式识别与智能系统、系统工程、检测技术与自动化装置、导航制导与控制。

1、控制理论与控制工程

控制理论与控制工程是控制科学与工程一级学科的基础和核心。现代工业正向复杂化、高速化、大型化、网络化发展，面临大量复杂的控制对象和越来越高的控制性能要求，需要先进的复杂系统建模与控制技术；控制、优化、调度、管理、决策一体化的企业综合自动化理论与技术；鲁棒控制、自适应控制等先进控制理论；网络化环境下的复杂工业过程故障诊断与监测技术等。本学科在进行上述领域理论研究的同时，还通过多学科的交叉和融合研究基于人工智能、神经网络、小波分析等多种建模、控制、优化技术和算法，而且着重致力于解决工业实际中的重大关键技术问题。

控制理论与控制工程专业介绍本学科针对各类复杂控制问题，研究和发展新的控制理论和控制技术。目前的研究重点涵盖了从学科前沿基础研究到高技术应用的不同层次，包括复杂系统的控制理

论；流程工业建模、控制与优化；空间信息处理；生产自动化与智能机器人等。本学科所在的自动化系设有鲁棒与非线性控制研究室、计算机集成制造研究室、过程控制研究室、复杂系统控制研究室、智能控制研究室、网络技术与控制工程研究室，以及工业过程综合自动化实验室、机器人与自动化实验室、网络与仿真系统实验室、Rockwell自动化实验室，可以进行数字仿真、控制系统计算机辅助分析与设计、实时控制及优化等方面的实验研究。主要就业去向为国内外科研机构、IT及其它高新技术产业。

2、导航、制导与控制

主要研究方向有：制导与系统仿真，惯导测试设备及测试方法，飞行器控制，导航技术，鲁棒控制与非线性控制，智能检测处理与控制，变结构控制，特种机器人及智能系统，工业过程控制，指挥作战辅助决策与仿真系统，图像制导技术，卫星控制技术等

3、检测技术与自动化装置：

本学科是以控制装置为对象,以被控对象信息获取和处理为核心,研究控制系统部件及其它应用的理论、方法和技术的一门科学。随着我国工业现代化的进展，特别是高新技术的采用，该学科在国民经济工业建设中的地位日益重要。本学科的主要研究方向为：管道在线探伤技术、计算机视觉（图像）检测技术与系统、智能测控与优化技术研究、现代检测技术及装置、光电检测技术及仪器和智能仪器及网络化测控系统。

4、模式识别与智能系统

该学科是在自动控制、模式识别、人工智能、图像处理和计算机科学等学科基础上发展起来的新型交叉学科。该学科以信息处理与模式识别的理论技术为核心，探索对各种信息进行处理、分类、理解，并在此基础上构造具有某些智能特性的系统或装置的方法、途径与实现。模式识别与智能系统是一门理论与实际紧密结合，具有广泛应用价值的控制科学与工程的重要学科分支。

1）图像分割、分析和目标识别

（2）图像数据的编码和传输

（3）多维数据的分析、融合与可视化

（4）图像检索与目标跟踪

（5）图像隐藏与加密技术

（6）生物医学图像处理

5、系统工程

实现系统最优化的科学。1957年前后正式定名。1960年左右形成体系。是一门高度综合性的管理工程技术，涉及应用数学（如最优化方法、概率论、网络理论等）、基础理论（如信息论、控制论、可靠性理论等）、系统技术（如系统模拟、通信系统等）以及经济学、管理学、社会学、心理学等各种学科。系统工程的主要任务是根据总体协调的需要，把自然科学和社会科学中的基础思想、理论、策略、方法等从横的方面联系起来，应用现代数学和电子计算机等工具，对系统的构成要素、组织结构、信息交换和自动控制等功能进行分析研究，借以达到最优化设计，最优控制和最优管

理的目标。系统工程大致可分为系统开发、系统制造和系统运用等3个阶段，而每一个阶段又可分为若干小的阶段或步骤。系统工程的基本方法是：系统分析、系统设计与系统的综合评价（性能、费用和时间等）。系统工程的应用日趋广泛，至20世纪70年代已发展成许多分支，如经营管理系统工程、后勤系统工程、行政系统工程、科研系统工程、环境系统工程、军事系统工程等。

推荐高校：由于自动化专业的社会急需性，许多综合性大学和几乎所有的理工科大学都开设了自动化专业，其中，清华大学、上海交通大学、哈尔滨工业大学、浙江大学和东北大学代表了我国高等院校中自动化学科的最高水平。自动化学科的覆盖面非常宽泛，各高校的专业实力及其侧重点可能有很大差异。

自动化专业整体实力走在国内前列的高校，除前述的清华等５所大学以外，还有以下高校：东南大学、北京航空航天大学、西安交通大学、国防科技大学、北京理工大学、华中科技大学、西北工业大学、南京理工大学、中南大学、中国科学技术大学等。这些高校的自动化专业在国内高校中称得上是佼佼者，但是也有各自特长。

就业范围：工作领域不受行业限制。自动化专业毕业生的就业领域非常宽泛，可到高科技开发公司、科研院（所）、外资企业、邮电、通讯、电力、交通、金融、外贸、环保、城建等多个部门和行业工作，特别适合在高新科技领域从事科技开发工作。毕业生也可从事与电气工程有关的电力系统、智能测控系统、计算机与自动控制装置，电子装置的设计、运行与维护、信息处理、试验分析、科研、管理和教育等工作。

由于自动化专业的实用性，到国内外大型企业公司就业成为本科毕业生的首选。例如有不少毕业生到微软、摩托罗拉、西门子、朗讯、华为、中兴、联想、普天等国内外知名企业从事信息技术的研发和管理工作，成为高级白领；也有人进入国家级技术研究单位如航天集团从事自动化系统设计和研究工作，成为国家的航天栋梁之材。

作者：黄伟

学号：0909122327

班级：自动化1205

第二篇：自动化专业概论论文

自动化专业概论论文

对于一个高中生来说，“自动化”（Automatization）这样一个专业恐怕有些费解，不过要是向在读的大学生或者毕业生咨询自动化专业时，我想他们会不约而同地伸出大拇指向你推荐这个专业。为什么呢，一般来说不外乎有这样几个原因：一是属于信息产业。信息产业被人们誉为“朝阳产业”，发展快、需要人才多、待遇高，是当今科技发展的趋势所在。因此，作为信息产业中的重要一员，自动化专业同样有着光辉的前途。二是自动化应用范围广。目前，几乎所有的工业部门都可以同自动控制挂上钩，现代化的农业、国防也都与自动化息息相关。三是本专业对于个人发展非常有利。本专业课程设置的覆盖面广，所学的东西与其他学科交叉甚多。这也与本专业的来历有关。

那就首先来了解一下自动化技术与人类的发展。人的一切活动都是为了生存和发展。古代人靠人力与自然作斗争，那时人好像今天的机器一样，人类的生产和生活模式是：人——自然界。随着社会和科学技术的发展，人类制造出了自动机器，如我国的指南车、记里鼓、漏壶，以及17世纪欧洲出现的钟表、风车控制装置等。1784年瓦特在改进的蒸汽机上采用了离心式调速装置，开创了自动化装置应用的新篇章。应用自动装置把入的体力放大了千万倍，把人的四肢延长了干万倍，使人类的生活和生产模式变成了：人—机器—自然界。当然，这样的发展结果并不是一帆风顺的。但是，机械化和初级自动化却促进了生产力的大发展，使无数农民、手工业者变成了工人，出现了机器大工业。人用自己制造的机器(和技术)把自己从“出力的机器”的 地位上解脱了出来。人和机器、技术和实践交替地发展，推动着技术进步，推动着整个人类的进步。而社会的进步又促进了自动化技术的发展，社会的需要是自动化技术发展的动力。

发展现代自动化技术，用智能机器代替人的部分脑力劳动，使人的生产和生活模式变成了人——机器／智能机器——自然界。自动化水平越高；机器就越复杂，这就需要人去提高自己的素质，去创造，去研究，去发展新的设备和技术，这正是人为万物之灵的关键所在!这也是人类自身不断发展的关键所在!自动化的进展能提高人类明。

那自动化究竟是个什么样的专业呢？自动化专业主要研究的是自动控制的原理和方法，自动化单元技术和集成技术及其在各类控制系统中的应用。它以自动控制理论为基础，以电子技术、电力电子技术、传感器技术、计算机技术、网络与通信技术为主要工具，面向工业生产过程自动控制及各行业、各部门的自动化。它具有“控（制）管（理）结合，强（电）弱（电）并重，软（件）硬（件）兼施”等鲜明的特点，是理、工、文、管多学科交叉的宽口径工科专业。学生在校时一般学习半导体变流技术、自动控制系统、电力拖动与电气控制、最优控制、微型计算机控制技术、计算机通讯与网络、数字信号处理、软件工程、传感器原理、自动检测技术、系统工程概论、运筹学和情报检索等近40门课程。本专业是一门适应性强、应用面广的工程技术学科。旨在培养学生成为基础扎实、自动控制技术知识系统深入、计算机应用能力强的高级工程技术人才。所以学生在毕业后都能从事自动控制、自动化、信号与数据处理及计算机应用等方面的技术工作

提到自动化必须说说自动控制系统。自动控制系统是具有一定功能，可以完成某种控制任务的系统。自动控制系统的组成和工作原理与人体的构成和工作机理有很多相似之处：自动控制系统中有相当于人的感觉器官的传感器，有相当于

人的大脑和神经系统的控制装置，也有相当于人的手、腿及其肌肉的执行机构。传感器用于检测指令信息、外界变 化信息以及被控对象的状态信息，并将其变换成电信号传给控制装置。控制装置则计算出被控对象的当前状态(称为被控量，或系统的输出量)与所希望的状态(称为输入信号)之差，并根据。这一偏差(称为误差信号)按一定规律产生出控制信号，然后经过放大，送给操作执行机构。操作执行机构用于驱动被控对象运动，直到它的状态达到所希望的状态为止。这种把系统的输出或系统的另外一些受控变量和系统的输入作比较后，形成的控制称为闭环控制或反馈控制。较简单的控制系统常采用所谓的开环控制。它只是由控制装置改变被控对象的状态，这种控制中，系统的输出量对系统的控制作用没有影响，既不需要对输出量进行检测，也不需要将输出量反馈到系统输入端与输入量进行比较。有的自动控制系统包括了许多小系统(称为子系统)。这种系统规模庞大，构造复杂，目标多样，影响因素多，且常带有随机性质。这样的系统我们称为大系统。

系统的控制原理多种多样，如寻找某些性能为最好的最优控制系统；自动适应外界环境变化并使性能优良的自适应控制系统；能自动识别图像和自然语言，会学习，能自主地进行推理、进行规划和决策的智能控制系统，等等。

我们再了解一下自动化技术的应用。

自动化技术在机械加工、采矿冶炼、化学工业、电力系统、交通运输、农业生产、环境保护、医药卫生、军事技术、航空航天、科学研究、办公服务等领域都得到了广泛的应用。

1．工业自动化

工业自动化主要包括自动完成加工生产的设备自动化，自动完成正常生产进程的过程自动化，以及自动实现业务管理的管理自动化。工业自动化当前发展的特征是智能化和集成化，也就是，一方面制造和应用智能机器(如电脑和机器人)代替人的体力劳动和部分脑力劳动，实现高水平自动化生产；另一方面，综合运计算机、制造技术、控制技术、电子技术、通讯技术和管理科学等学科知识，采用设备集成、信息集成实现规划设计、生产制造、管理销售等功能的集成。

2．办公自动化

办公自动化最初是用文字处理机、复印机、传真机等办公设备，实现单项办公自动化，例如，代替秘书完成起草文稿、打印文件和留底存档等工作。后来，由于计算机的发展，又出现了电子银行、电子邮件等高水平的办公自动化设备和系统。电子银行是指采用电子计算机、终端设备及自动出纳机等组成的系统，用以快速地完成银行或用户之间的资金转移，或者完成自动取存款业务，即用户持信用卡，由自动出纳机办理存款祁取款的业务。电子邮件是指利用现代通讯手段，传递信件、资料等文字和语音信息的系统。办公自动化给人们带来了极大的效益和方便。现代办公自动化正朝着计算机网络化和智能化方向发展。

3．家庭自动化

家庭自动化，主要是指自动地实现生活服务或提供信息服务。例如，家里装上空调机，在炎热的夏天，就能使室内自动保持适宜的温度。一台自动洗衣机，能自动地把衣服洗干净，等等。家庭生活服务自动化把人们从繁重的家务劳动中解放出来，并创造出一个舒适的生活环境。实现家庭自动信息服务，则可以极大地改变人们的生活和工作方式。例如，利用订票系统，可以预订到世界各地任何一家航空公司的任何一条航线的机票，并为你安排好旅游日程。在家里办公，是家庭自动化的一个发展趋势。在家里通过计算机系统和通讯系统就可以掌握现场

情况和有关资料，并控制指挥生产过程，或完成某些工作任务。在家里办公，能够大大地减少社会设施，还可以提高工作效率。

4．农业自动化

农业是一个国家的经济基础，农业机械化使农业经济获得了飞速发展，西方工业发达国家用3个劳动力就能养活100个人。因此现代农业，采用自动化技术是大有作为的。我国已有了用计算机管理农田灌溉的系统。在农业自动化中引人注目的是在某些作业中采用农业机器人，如采用农业机器人移植秧苗、灌溉田地、栽培蔬菜、采摘果实、养猪养鱼、挤牛奶、剪羊毛等。

5．军事自动化

自动化技术对军事技术的变革起着重要的作用。自动化学科中的各种理论和技术，已成为军事技术的核心，并对现代战争的格局产生了极大的影响。军事自动化主要有武器装备自动化，军事指挥自动化，作 战、训练仿真模拟化等。武器装备自动化能大大提高武器的杀伤力。各种遥控武器，包括军用机器人的发展，正受到各国政府的重视。军事指挥自动化是指军队指挥员及司令部采用电子计算机、通讯设备及自动化装置，实现对所属部队进行控制与指挥。应用自动化技术，可以提供一个“作战的实验室”，对作战进行模拟。这样不仅能省去大规模军事演习和实弹军事训练，节省大量经费和许多时间，而且能很好地完成部队训练任务，提高作战能力。

那么我们来看看这样一个“万金油”的专业需要哪些方面的知识和能力吧。自动控制理论、运筹学、信号与系统分析、计算机软件技术应用、算法语言及程序设计、模拟电子技术基础、电路原理等等，甚至连流体力学也要修。可以说自动化专业需要工科各方面的知识，其课程与电子工程、计算机、电机工程甚至化学工程都有交叉，一般来说先是基础课程，像高数，物理，英语等。在以后的专业学习中，高数、物理非常重要，所以进入大学的你一定要重视起这些基础课程。然后是再电路，数电，模电、电机与拖动，这些都是专业基础课，为以后的专业学习做好准备最后就是专业课程了，比如：单片机、电气与可编程技术、自动控制原理等。以上的学习特点要求学生有较强的理工科背景，不能偏科。当然，各高校自动化专业侧重点的不同也使得后期的专业课有较大的差异。所以自动化专业也是比较累的专业，课程很多，有些课还比较难，但没有付出又哪里来的收获呢？这是大家都明白的道理，世界上没有免费的午餐嘛，在大学里要想以后能找个工资高待遇好的工作，天天玩那是不可能实现的，需要我们认真听讲注重实践，把握住锻炼自己专业能力的机会，比如参加，如果能抓住机会进实验室参与专业老师主持的科研项目那就更好了。在实践中巩固专业理论基础，在实践中提升动手能力，无论是男生还是女生都能在这个专业取得卓越的成绩，在我们走向工作岗位后做出不凡的事业。

自动化专业的优势在就业时候体现得更为突出。首先，所有的行业都可以同自动化挂钩，转行非常容易，“硬”可转电子工程，“软”可转计算机，也可转通信，当然待遇也是非常不错。如果考研，还有中国科学院一些相关院所可供选择。与本专业就业领域相关联的行业在近年来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。自动化专业一直以来是社会

急需的人才，包括电气、铁路、化工等诸多领域。比如 自动化工程师——从事自动化系统的维护、优化等工作； 自动化设计师——从事自动化系统的设计和开发； 软件工程师——处理自动化系统中相关的软件的设计和开发。还可以从事教学和相关的研究工作。面对这么广阔的发展空间，是否有些动心呢？

本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。正因为如此，有些同学在择业时容易产生“皇帝的女儿不愁嫁”的心理，认为自己的自动化专业紧俏，社会需求量大，工作单位可以随自己挑。尽管现在学生就业实行的是“双向”选择的政策，你选用人单位，但用人单位也在选你。所以千万不要表现出一种我很了不起的想法，否则这样只会引起用人单位的反感甚至最终不录用你。谦虚、踏实、稳重是本专业毕业生在择业时的第一选择。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。我相信，经过我们四年艰苦不懈的努力，一定可以创造一个属于自己的辉煌。

2010级自动化2班吴燕飞

学号080312010069

第三篇：电气工程及其自动化专业概论

电气工程及其自动化

专业概论

专业概论是本学期我们新接触的一门课程,刚开始看到课本时.对于这门课程我感到十分陌生,尤其看到这门课程的授课老师有四人之多时更加觉得奇怪.同一课程怎么会有四个不同的老师教呢?参与了课程的学习后,我才了解到,这门课程的学习至关重要,它是进入大学后,在专业课学习之前我们再一次对自己所学专业重新认识的机会,而四名老师也分别就本专业的不同方向对我们进行着深入的讲解.通过一个学期的学习,对于专业概论这门课程我有了一下的了解.电气工程及其自动化专业是电气信息领域的一门新兴学科，但由于和人们的日常生活以及工业生产密切相关，发展非常迅速，现在也相对比较成熟。已经成为高新技术产业的重要组成部分，广泛应用于工业、农业、国防等领域，在国民经济中发挥着越来越重要的作用。控制理论和电力网理论是电气工程及自动化专业的基础，电力电子技术、计算机技术则为其主要技术手段，同时也包含了系统分析、系统设计、系统开发以及系统管理与决策等研究领域。电气工程及其自动化专业属于电气工程学科。本专业主要特点是强弱电结合、机电结合、软件与硬件相结合，具有交叉学科的性质，电力、电子、控制、计算机多学科综合，使毕业生具有较强的适应能力，是“宽口径”专业。本专业培养具有工程技术基础知识和相应的电气工程专业知识，受过电工电子，系统控制及计算机技术方面的基本训练，具有解决电气工程技术分析与控制问题能力的高级工程技术人才。本专业学生主要学习电工技术、电子技术、自动控制理论、信息处理、计算机技术与应用等较宽广领域的工程技术基础和一定的专业知识。具有工业过程控制与 分析，解决强弱电并举的宽口径专业的技术问题的能力。本专业旨在培养适应社会主义市场经济和电气工程领域的需要、具有从事电气工程领域规划、研究、开发、设计、运营和管理等工作能力的高级复合型应用人才。大学四年中本专业学生主要学习电工技术、电子技术、信息控制技术及计算机技术等宽广的工程技术基础和一定的专业知识。本专业主要特点是强弱电结合、元件系统结合、机电结合、软硬件结合，体现了强电技术与电力电子、信息控制、计算机等技术相融合的发展特点。

电气工程专业的专业范围主要包括: 1.电工理论：是电气工程的基础，包括电路和电磁场理论。这些理论是物理学中电学和磁学的发展和延伸。而电子技术、计算机硬件技术等可以看成是由电工理论的不断发展，电工理论是它们的重要基础。

2.电气装备制造：主要包括发电机、电动机、变压器等电机设备的制造，也包括开关、用电设备等电器与电气设备的制造，还包括电力电子设备的制造、各种电气控制装置、电子控制装置的制造以及电工材料、电气绝缘等内容。

3.电力系统：主要指电力网的运行和控制、电气自动化等内容。当然，制造和运行不可能截然分开，电气设备在制造时必须考虑其运行。

电气工程是现代科技领域中的核心学科之一，更是当今高新技术 领域中不可或缺的关键学科。例如正是电子技术的巨大进步才推动了以计算机网络为基础的信息时代的到来，并将改变人类的生活工作模式等等。从某种意义上讲，电气工程的发达程度代表着国家的科技进步水平。正因为此，电气工程的教育和科研一直在发达国家大学中占据十分重要的地位。传统的电气工程定义为用于创造产生电气与电子系统的有关学科的总和。此定义本已经十分宽泛，但随着科学技术的飞速发展，21世纪的电气工程概念已经远远超出上述定义的范畴，斯坦福大学教授指出：今天的电气工程涵盖了几乎所有与电子、光子有关的工程行为。本领域知识宽度的巨大增长，要求我们重新检查甚至重新构造电气工程的学科方向、课程设置及其内容，以便使电气工程学科能有效地回应学生的需求、社会的需求、科技的进步和动态的科研环境。电气自动化技术本身作为当今世界最活跃、最充满生机、最富有开发前景的综合性学科与众多高新技术的合成。其应用范围十分广泛,几乎渗透到国民经济各个部门,是微电子技术、电力电子技术、计算机应用技术、自动控制技术和信息网络技术等各高新设计集成。

同时电气工程对于我国经济的发展也有着至关重要的作用, 随着时代的进步,世界开始进入新技术革命时代。在利用信息的过程中,首先要解决的就是要获取准确可靠的信息,现代工业生产过程中,要用各种自动化设备来监视和控制整个生产过程,使各个设备能够在工作过程中呈现出最佳状态,生产出最好的产品。因此,没有电气自动化的发展,现代化生产也就失去了根基。伴随着我国工业化的到来,信息化时代已经先一步到达,如果我们没有实现工业化,那信息化就更不可能 完成,因为信息和工业化有着密不可分的关系。当然,也又不可能先把工业化发展的很好再去发展信息化,这样做只会使我们的发展速度变的更慢。所以,工业自动化就是将信息化和工业化一起发展。大力发展工业电气自动化技术,既可以对传统产业其当帮助,又可以加快信息化的发展,以实现我国电气的全面工业化。因此,电气工业自动化作为我国实现工业化和信息化的大政方针,必须成为我国行业的重中之重。目前,我国已经基本实现了工业的机械化,工业的电气化应该着重实现的是自动化,我国的传统产业应当靠工业自动化技术武装,能够利用工艺流程自动化手段控制设备,从而使我国的工业化自动化建设得以实现。当然,因为信息化和管理自动化的基础都是计算机、软件、网络和信息技术,所以他们的核心技术是相同的,所以发展工业自动化技术可以促进电气工业化的实现,也可以带动信息化的发展。在通常情况下,工业自动化涉及到的高技术主要是计算机、软件以及信息技术。随着互联网技术和信息技术的飞速发展,这一项新的高科技技术必将进一步促进企业管理的改革,更加促进我国电气自动化的发展。在我国,如何将工业电气自动化发展的更好是今后要做的首要问题。

一个成功的自动化系统离不开通用的网络结构对于。任何企业的网络结构对于设备控制、监督系统、企业管理系统之间的数据通讯畅通无阻必须予以保证。数据添加和整理工作结束后,要对中心管理机和其他通讯管理机进行网络通讯配置,以便系统能够协调工作,传送正确数据。虚拟现实技术和视频处理技术的应用,将对未来的自动化产品产生直接的影响。电力是发展生产和提高人类生活水平的重要物质基础，电力的应用在不断深化和发展，电气工程应用化是国民经济和人民生活现代化的重要标志。就目前国际水平而言，在今后相当长的时期内，电力的需求将不断增长，社会对电气工程及其自动化科技工作者的需求量呈上升态势。电气自动化用于工业控制系统，例如一条设备怎样运行才能保证它能正常生产出合格的产品，现代工业不是全人工，靠人来操作，却是由机器来制作，启动机器，就会自己运行下去，机器之所以能自动运行，就是电气自动化，所谓电气自动化，就是利用继电器、感应器等电气元件实现顺序控制、时间控制的过程。其他如一些仪表或伺服电机，能根据外界环境的变化反馈到内部，从而改变输出量，达到稳定的目的。

我国的工业化还没有完全实现,世界信息化的浪潮就已经到来,我们不可能跨越工业化去实现信息化,工业自动化就是信息化和工业化的结合点,我们将密切关注国内外电气自动化先进技术的发展趋势,结合国内实际情况继续创新和发展，在技术先进、经济合理的前提下为我国的电气自动化事业的跨越式发展作出贡献。也因此,发展工业自动化技术可以促进工业化的实现从而逐步缩短与发达国家之间的差距。

通过这一个学期电气工程概论这门课程的学习，使我们认识到本专业的性质、特点、发展以及所学技术的作用和地位，了解与本专业相关行业的工程现状和发展趋势，了解本专业的培养目标、培养规格、基本要求、课程体系结构、教学计划安排和教学内容，树立正确的专 业思想和学习观，了解本专业各阶段的学习要求、重点、要点和学习方法，积极引导我们专业入门，为我们打开大学学习之门，使我们在大学时代能充分发挥学习主动性、积极性与创造性，从而成为大学时代学习的真正主人。

第四篇：《自动化专业概论》读书笔记

《自动化（专业）概论》读书笔记

在自动化专业学习了四年,但对自动化专业的了解似乎一直都是云里雾里。而当初填报志愿的时候也是因为看到自动化这个专业觉得很不错，于是就填报了这个专业，也没有去太多的查找相关的资料。现在想想觉得当初自己有点太草率了，但我并不觉得后悔，因为现在我觉得自动化才是我真正喜欢的专业。而在过去几年来，我不断的通过各方面渠道（包括上网查资料和向学长们打听）来了解自动化专业。但是，得到的信息却是各有各的理：有的说自动化是“万金油”，培养出来的是全能型的人才，能适应各行各业；而有的则说自动化专业发展前景不容乐观，因为专业面太宽，不专于某一方面，虽然有广度，却没有深度，培养出来的都是“半桶水”。经过四年的学习与探索，我对自动化专业的了解依然是一知半解，没有一个明确的答案。而通过对《自动化（专业）概论》的学习，我对自动化专业总算有了一个全面而准确的了解。

自动化（Automation），是指机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动地进行操作或运行。自动化技术广泛应用于工业、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，采用自动化技术不仅可以将人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且还能扩展、放大人的功能和创新功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改进世界的能力。自动化是一个国家或社会现代化水平的重要标志。

自动化专业的特点：（1）在专业方向与主要内容上，始终抓住了国家经济建设与国防建设中的最主要的发展问题（这从专业名称的变化上就能清楚地看出），伴随国家在不同发展阶段的需求及时作不断的调整，走“跨行业”的专业发展之路；（2）在专业培养的目标上，一开始就不是行业性的，逐步拓宽专业口径发展到目前宽口径的“通才”。历史表明，我国的自动化专业的发展，不但符合我国的国情，而且具有中国的特色、中国的创新。（3）我国从1998年起建立合一的“自动化”专业，不仅完全符合世界范围内拓宽专业面、打破“行业性的专业”设置的旧体系、实行“通才”教育的教育发展总趋势，完全符合我国现阶段以信息化带动工业化、走新兴工业化道路的国情，而且本科自动化专业和自动化科学与技术学科名称相一致，有利于同步发展我国的自动化科学与技术学科和本科自动化专业，为国家输送更多的自动化人才。伴随着我国经济与国防建设，我国的自动化专业一步一步从最初的突出电气化、到电气化与自动化并重、再到突出自动化发展过来的，具有明显的中国特色、中国创新。在发展过程中，还逐步形成了我国自动化专业一些鲜明的特点，主要有：（1）具有多学科交叉、内涵丰富、外延宽广的特点，因而利于培养宽口径、多面手、综合复合型人才；（2）得益于具有方法论性质的科学方法、科学思想的熏陶，思想更开阔、也更有深度，非常利于培养具有创新能力的人才；（3）突出系统与集成的思想、方法，有利于培养“将才”与“帅才”。简而言之，自动化类专业是一个口径宽、适应面广的专业，具有明显的跨学科特点。对实现我国工业、农业、国防和科学技术现代化，对逐步提升我国的综合国力具有重要和积极的作用。另一方面就是，自动化属于信息产业。而信息产业被人们誉为“朝阳产业”，发展快、需要人才多、待遇高，是当今科技发展的趋势所在。因此，作为信息产业中的重要一员，自动化专业同样有着光辉的前途。二是自动化应用范围广。目前，几乎所有的工业部门都可以同自动控制挂上钩，现代化的农业、国防也都与自动化息息相关。三是本专业对于个人发展非常有利。本专业课程设置的覆盖面广，所学的东西与其他学科交叉甚多。这也与本专业的来历有关，自动化专业大部分源于计算机或者电子工程系的自动控制专业。

自动化专业对所培养人才的素质要求：

1、掌握数理等基础理论的原理和方法；了解机械、力学、电器、化工等相关学科的一般原理和方法；掌握计算机、通讯、电子等关联学科的基本原理、方法以及相应的实验仪器和设备的使用技能；掌握控制系统分析和综合（设计）等专业知识和方法；具有系统仿真、科学计算、软硬件开发等科学实验方法和技术；具有哲学、方法论、经济学、历史、法律、伦理、社会学、文学、艺术等人文社会科学方面以及军事方面的基本知识；具有良好的资料收集、文献检索以及口头表达和书面写作等技巧和能力，并形成很强的自主学习能力，培养终身学习的观念；具有辨证的、逻辑的、形象的创造的科学思维方式和对事物进行统计、分析、综合、归纳的技能，并形成较强的发现问题、分析问题和解决问题能力；具有一定的适应、协调、合作、组织和管理能力。

2、热爱祖国、关心集体、尊敬师长、关心国家大事、时事政治，有较强的法治、法规观念，有信念，有责任心；

3、有良好的品德修养和文明的行为准则，具有敬业精神和职业道德。坚持以前从实际出发，不迷信书本、不迷信权威。

4、创新和竞争意识：现代社会是充满挑战和竞争的社会，只有那些不断追求新意境、新见解、敢于竞争的人才能把握机遇、走向成功。那些墨守成规、固步自封的人只会在抱怨中错失良机。

5、要有坚毅的意志，人生路漫漫，每个人在生活、学习和工作中都可能遇到这样或者那样的的困难和挫折，要敢于面对困难、善于克服困难。只有拥有坚强的意志和顽强的精神，才可能克服眼前的困难，实现预定的目标。

自动化技术的应用范畴：自动化专业主要研究的是自动控制的原理和方法，自动化单元技术和集成技术及其在各类控制系统中的应用。它以自动控制理论为

基础，以电子技术、电力电子技术、传感器技术、计算机技术、网络与通信技术为主要工具，面向工业生产过程自动控制及各行业、各部门的自动化。它具有“控（制）管（理）结合，强（电）弱（电）并重，软（件）硬（件）兼施”等鲜明的特点，是理、工、文、管多学科交叉的宽口径工科专业。学生在校时一般学习半导体变流技术、自动控制系统、电力拖动与电气控制、最优控制、微型计算机控制技术、计算机通讯与网络、数字信号处理、软件工程、传感器原理、自动检测技术、系统工程概论、运筹学和情报检索等近40门课程。本专业是一门适应性强、应用面广的工程技术学科。旨在培养学生成为基础扎实、自动控制技术知识系统深入、计算机应用能力强的高级工程技术人才。所以学生在毕业后都能从事自动控制、自动化、信号与数据处理及计算机应用等方面的技术工作。就业领域也非常的宽广，比如高科技公司、科研院所、设计单位、大专院校、金融系统、通信系统、税务、外贸、工商、铁路、民航、海关、工矿企业及政府和科技部门等。都能应用到自动化专业的技术。

自动化专业的未来展望：自从人类进入大规模机械化生产时代后,自动化技术就伴随着人们对机械工程性能要求的提高应运而生。随着工业化进程的飞速发展,自动化技术很快就发展成为一门独立的学科,推动了其他各项专业技术水平的提高,自动化程度越高,工业水平就越先进。工业自动化程度的水平已成为衡量工业先进水平的主要指标,同时,自动化学科已成为高科技领域不可缺少的一个分支,而且与其他学科之间出现了交叉和渗透。在一些传统的学科中,越来越多地引进了自动化技术,形成了这些学科内的自动化一族,如机械制造自动化、化工过程自动化、电力系统自动化„„越来越离不开自动化技术。我们有理由相信，当人们普遍接受淡化“行业性的专业”、突出“跨行业的专业”的理念，并打破专业之间的壁垒，着手组建各类新的类似于环境保护、生命科学那样“跨行业的专业”的时候，自动化专业完全有可能率先发展成为一个包含目前诸多专业的大专业，成为真正的“跨行业的专业”，并在新的专业体系中起更重要的作用。

通过对《自动化（专业）概论》的学习，我对自动化专业有了一个全面的而又确切的了解，对自动化专业的学习兴趣也进一步提高了，相信踏入社会后也会继续在实践中学习自动化的相关知识，为使自己能够成为一个全能型的人才打下坚实的基础。

第五篇：电气工程及其自动化(专业)概论

科学是运用范畴、定理、定律等思维形式反映现实世界各种现象的本质和规律的知识体系，是社会意识形态之一。按研究对象的不同可分为自然科学、社会科学和思维科学。自然科学：基础科学-----数学、物理、化学、天文学、生物学等；技术科学----电子学、电工学、机械学、固体力学、流体力学等。社会科学：哲学、法学、经济学等。

1技术：人类根据生产实践经验和自然科学原理改变或控制其环境的手段和行动；2工程：应用科学知识使自然资源最好地为人类服务的专门技术；3系统：相互关联相互制约相互影响的一些部分组成；4信息：符号、信号或消息所包含的内容；5控制：通过信息的采集和加工而施加到系统的作用；6管理：为了充分利用各种资源来达到一定目标而对社会或其组成部分施加的一种控制 1.1.2 电气工程学科及其涵盖的内容

一：1电气工程是工学下属的一级学科2电气工程学科形成于第二次技术革命1870；3传统的电气工程定义为“用于创造产生电气与电子系统的有关学科的总和”。4电气工程学科的主要任务是研究电磁现象的规律及应用有关的基础科学、技术科学及工程技术的综合。这包括电磁形式的能量、信息的产生、传输、控制、处理、测量及其相关的系统运行，设备制造技术等多方面的内容。

二：电气工程学科下属的二级学：电机与电器，电力系统及其自动化，高电压与绝缘技术电力电子与电力传动，电工理论与新技术，脉冲功率与等离子技术ΔS 三：电气工程学科的特点覆盖面广，理论体系逐渐完善，工程实践成功，应用领域宽广 1.1.3 电气工程学科的发展趋势

①信息技术对电气工程的发展具有特别大的支配性影响。信息技术的进步为电气工程领域的技术创新提供了更新更先进的工具基础。②电气工程与物理科学间的紧密联系与交叉仍然是今后电气工程学科发展的关键，并且将拓宽到生物系统、光子学、微机电系统等领域。21世纪中的某些最重要的新装置、新系统和新技术将来自这些领域。1.3 电气工程与自动化专业本科培养方案：专业培养目标：本专业培养德、智、体全面发展，能够从事与电气工程有关的规划、设计、建设、系统调度运行维护、自动控制及保护、电力电子技术、信息处理、实验分析、研制开发以及电子与计算机技术应用等领域工作的宽口径符合型高级技术人才。专业特色和培养要求：本专业是按国家教育部工程类引导性专业目录设置的宽口径专业，主要特色是电气工程与自动化相结合、强电与弱电相结合、电工技术与电子技术子技术相结合、电相结合、电工技术与电子技术相结合、软件与硬件相结合、理论研究与技术应用相结合、理论与实践结合，培养各行业需要的强弱电兼顾的复合型高级人才。

学生主要掌握电工理论、电子学、控制理论、电气工程基础、高电压技术、电力系统运行与控制、信息和通信技术以及计算机应用等方面较宽广的工程技术基础和一定的专业知识，掌握一定人文社会和经济管理知识。要求学生具备电气工程技术分析、系统运行与控制技术的基本能力，具有较强的创新意识。1.5.2 对学习影响的一些因素

①智力因素②学习的目的性学习方法环境因素经济条件

1.5.3 学习方法①确立目标、激发动机②调控心理、优化心境③科学用脑、提高效率④及时复习、增强记忆⑤科学运筹、巧用时间 2 电磁学理论的建立与通信技术的进步

自从牛顿奠定理论物理学的基础以来，物理学的公理基础的最伟大变革，是由法拉第和麦克斯韦在电磁现象方面的工作所引起的。——爱因斯坦

历史：英国：1600年，吉尔伯特发现天然磁石摩擦铁棒，能使铁棒磁化;德国：1663年，物理学家盖利克研制出摩擦起电的简单机器。英国：1729年，学者格雷发现电可以沿金属导线传输。法国：1733年，化学家杜菲发现电有两种：“玻璃电”和“琥珀电（松香电）”。后来总结出“同性相斥，异性相吸”的规律。荷兰：1745年，莱顿大学马森布罗克教授研制出贮电瓶—莱顿瓶。美国：1747年，富兰克林提出具有两种带电状态的单一流体来描述电流。后来发明了避雷针；提出电荷守恒。1785年，法国物理学家库仑(Charles Augustin de Coulomb, 1736-1806)的研究为电和磁的研究开辟了新方向。他是磁和电的研究先驱者，制定了库仑定律。库仑定律是电学发展史上的第一个定量规律，它使电学的研究从定性进入定量阶段，是电学史中的一个重要的里程碑。库仑是18世纪一位学识渊博的法国物理学家，也是当时欧洲最好的工程师之一。他善于设计精巧的实验，进而取得精确数据，找出数据变化的规律，揭示运动的基本法则。1780年，加法尼，意大利生理学家和内科医生。他从动物组织对电流的反应开始研究化学作用而不是静电产生的电流。这种动物组织与两种不同金属接触所产生的反应现在称为“电疗”。1799年，意大利物理学家伏特发明电容器(condenser)；1800年发明了第一块电池。

2.2 电流磁效应的研究：1丹麦哥本哈根大学物理学教授奥斯特一直相信电、磁、光、热等现象相互存在内在的联系。 电流的磁效应研究结果：在通电导线的周围，发生一种“电流冲击”。磁性物质或磁性粒子受到这些冲击时，阻碍它穿过，于是就被带动，发生了偏转；“电流冲击”是沿着以导线为轴线的螺旋线方向传播的。

 法国数学家、物理学家安培发现了两个载流导体相互作用力的规律：电流方向相同的两条平行载流导线互相吸引；电流方向相反的两条平行载流导线互相排斥。还对两个线圈之间的吸引和排斥也作了详细分析。

 德国物理学家欧姆他在法国数学家傅里叶的热传导理论的启发下进行电学研究。傅里叶用数学方法建立了热传导定律。欧姆认为电流现象与此类似，猜想导线中两点间的电流也许正比于两点间的某种推动力之差。欧姆称这种力为电张力。这实际上是电压。

 德国数学家和物理学家高斯。1832年，他改进和推广了库仑定律的公式，并且提出了测量磁强度的实验方法。他和韦伯合作，建立了电磁学中的高斯单位制；发明了电磁铁电报机；绘制出世界第一张地球磁场图。

   法拉第发现电磁感应

亨利、楞次对电磁感应的研究 麦克斯韦建立电磁场理论  赫兹发现电磁波 电工技术与理论的发展

第一次技术革命（始于18世纪下半叶）基础：牛顿力学；主要标志：蒸汽机 应用：机器制造、采矿、铁路、冶金、纺织 第二次技术革命（始于19世纪下半叶）

基础：电磁学原理、电路原理、化工原理，力学等；主要标志：电力、钢铁、化工；汽车、飞机、通讯 应用：电气工程、电子信息、通信、自动控制 化工、钢铁等领域

第三次技术革命（始于20世纪中叶）

基础：电子技术、信息理论、系统理论、控制理论 主要标志：原子能利用、电子管、半导体、集成电路

应用：电气工程、电子信息、通信、自动控制、计算机技术、家用电器、医疗设备、化工等领域。3.1.2 电工技术的初期发展

1831年，法拉第发现电磁感应原理，奠定了发电机的理论基础。科学的发现，引起了一场技术发明。1866年，德国物理学家西门子发明了励磁电机，并预见：电力技术很有发展前途，它将会开创一个新 1879年10月，美国发明家爱迪生（Thomas Alva Edison，1847~1931）发明了电灯。

1882年，爱迪生建成世界上第一座较正规的发电厂，装有6台直流发电机，共900马力（1马力=0.735kW，），通过110V电缆供电，最大送电距离1.6km，供6200盏白炽灯照明用，完成了初步的电力工业技术体系。

1892年，爱迪生创立通用电气公司(GE)。

爱迪生象征着美国由穷变富的理想，爱迪生的一生，是美国从落后农业国向工业国过渡、从全盘照搬欧洲技术到建立美国自己的技术体系的时代。1885年意大利科学家法拉里提出的旋转磁场原理，对交流电机的发展有重要的意义。

美国发明家、工业家威斯汀豪（George Wistinghouse，1846~1914）生于纽约州的一个农业机械制造商家庭。在龙宁学院学习后，参加南北战争的北军，在陆军和海军服役。1865年发明旋转式蒸汽机而首次获专利。

1869年设立威斯汀豪空气制动器公司（西屋空气制动器公司），在匹兹堡建设工厂，生产铁路制动器和铁路信号装置，其产品畅销欧美。

美籍南斯拉夫电气工程师特斯拉（Nikola Tesla，1856~1943）1883年发明了世界上第一台感应电动机。1888年发明的两相异步特斯拉电动机和交流电力传输系统。美国采用60赫兹作为工业用电的标准频率与他有很大关系。特斯拉出生于奥匈帝国的一个牧师家庭，具有难以置信的记忆力和对数学的理解能力。1888年他发明了两相异步特斯拉电动机和交流电力传输系统，他的多相交流发电、输电、配电技术也被社会接受。

1890年发明高频发电机；1891年发明特斯拉线圈（变压器），后来被广泛应用于无线电、电视机和其它电子设备中；1893年发明了无线电信号传输系统。特斯拉一生中拥有700多项专利。

1888年，俄国工程师德布罗夫斯基和德尔伏发明了三相交流制。次年，三相交流电由试验到应用取得成功。不久三相发电机与电动机相继问世，这就为三相交流电在世界上的普遍应用奠定了基础。

1891年，在德国劳芬电厂安装了世界第一台三相交流发电机，建成第一条三相交流送电线路。三相交流电的出现克服了原来直流供电容量小，距离 短的缺点，开创了远方供电，电力除照明外，用于 电力拖动等各种用途的新局面。3.2.1电路理论的建立        1778年，伏特就提出电容的概念，导体上储存电荷Q＝CU。1826年欧姆发表欧姆定律。1831年法拉第发表电磁感应定律。

1832年亨利提出了表征线圈中自感应作用的自感系数L，即磁通Φ＝Li。俄国楞次提出：导体中由电磁感应产生的电流，也遵守欧姆定律。

1845年，德国物理学家基尔霍夫(Gustav Robert Kirchhoff, 1824-1887)提出电流定律和电压定律。发展了欧姆定律，奠定了电路系统分析方法的基础

1853年，英国物理学家汤姆逊（William Thomson，1824～1907）采用电阻、电感和电容的串联电路模型，分析了莱顿瓶的放电过程，并发表了“莱顿瓶的振荡放电”论文。论文中通过分析后得出了放电过程中电流有反复振荡并逐渐衰减的结论，还计算出振荡频率与R、L、C参数之间的关系，由此建立了动态电路的分析基础。

 1853年，亥尔姆霍兹提出电路中的等效发电机原理。一个线性含有电源的一端口网络，对外电路而言，可以简化为一个电压源和一个电阻的串联电路来等效替代。

 1855年汤姆逊发表了电缆传输理论论文，他采用电容、电阻构成的梯形电路，来构成长距离电缆的等效电路模型，分析了电报信号经过长距离传送所产生衰减、延迟、失真的原因。

 德国出生的美籍电气工程师施泰因梅茨（C.P.Steinmetz, 1865—1923）对交流电路理论的发展作出巨大贡献；正弦交流电路计算方法的一个重要进展，是由施泰因梅茨于1893年提出的分析交流电路的符号法（相量法）。他利用数学中的第莫威定理，用复数的模和辐角来代表有正弦量的效值（或最大值）和初相位。在相同频率下的三角函数运算，就可以转化为复数的代数运算了。

 1911年英国电气工程师亥维赛德(Oliver Heaviside, 1850～1925)提出正弦交流电路中阻抗的概念，用相量法分析正弦交流电路时，阻抗也是一个复数，其实部是电阻，虚部是电抗。

 亥维赛德还提出了求解电路暂态过程的“运算法”。运算法的要点是将描述动态电路的微分方程，变换成为相应的代数方程，然后求解代数方程，最后由代数方程的解对应找出原微分方程的解。这一方法也称为积分变换法。

 数学中的积分变换法是由法国著名的数学家、力学家和天文学家拉普拉斯(Pierre Simon Laplace，1749～1827年)于1779年首先提出来的，人们习惯称之为拉普拉斯变换。

   拉普拉斯变换是将时域函数的微分方程变换成为复频域函数的代数方程，求得代数方程的解后，通过普拉斯反变换就可求出微分方程的解。这种求解微分方程的方法在物理学、和工程学中应用广泛。电路的暂态过程分析也使用这种方法。

傅里叶（Jean Baptiste Joseph Fourier1768--1830），法国数学家及物理学家。主要贡献是在研究热的传播时创立了一套数学理论，对19 世纪数学和理论物理学的发展产生深远影响。傅里叶级数（即三角级数）、傅里叶分析等理论均由此创始。

3.2.2电网络理论的建立

 20世纪初，由于通讯技术的兴起，促进了电网络理论的研究。1920年，坎贝尔与瓦格纳研究了梯形结构的滤波电路。1923年，坎贝尔还提出了滤波器的设计方法。

  1924年，福斯特提出了电感、电容二端网络的电抗定理。此后便建立了由给定频率特性而设计电路的电网络综合理论。

在电子管问世以后，电子电路分析的理论迅速发展。1932年瑞典科学家奈奎斯特提出了由反馈电路的开环传递函数的频率特性，来判断闭环系统稳定性的判据。

 1945年，美国伯德出版了《网络分析和反馈放大器》一书，书中总结了负反馈放大器的原理，由此形成了分析线性电路、控制系统的频域分析方法，并获得了广泛应用。

 20世纪中期以后电子计算机的出现，为电工理论的应用提供了强有力的工具。电网络的计算机辅助分析、计算机辅助设计应运而生。电工理论与其他学科的理论相互借鉴，继续在新的技术进步中共同发展。

3.2.3

电磁场理论的建立

       19世纪中期已经有了关于静电现象的库仑定律、关于电流和磁场关系的安培环路定律和法拉第电磁感应定律(三大定律)。1846年法拉第发表了一篇论文，设想光是力线振动的表现。他的这些论断，由英国科学家麦克斯韦所继承。麦克斯韦在1856年发表“论法拉第力线”一文，对力线进行了严格的数学描述；

1861年麦克斯韦发表的“论物理力线”的重要论文中提出了电位移的概念，并称电位移矢量的时间导数为“位移电流”密度。1864年麦克斯韦发表了“电磁场的动力学”论文，描述电磁场的空间分布和时间变化规律，提出了电磁场的基本方程组。

1887年赫兹用实验证明了电磁波的存在，使麦克斯韦的预言得到证实。他的电磁场理论具有相当普遍的意义，成为电工技术、无线电技术的基本依据。50年代以来，由于电子计算机的发展，有了求数值解的有力手段，扩大了可以进行计算的问题的范围，电路仿真技术（proteus 7.10、PSpice）、电磁场仿真技术（ANSYS、Ansoft）也逐步推广使用。电工理论随着科学技术的进步而不断的发展。

第三次技术革命（始于20世纪中叶）

基础：电子技术、信息理论、系统理论，控制理论

主要标志：新能源利用、电子管、半导体、集成电路、新技术的广泛应用 3.3.3 自动控制技术

 自动控制是在没有人直接参与的情况下，利用控制装置，对生产过程、工艺参数、目标要求等进行自动的调节与控制，使之按照预定方案达到要求的指标。自动控制技术属于信息科学和信息技术范畴，它是信息处理技术的一项技术。

  控制系统主要由控制器和控制对象两大部分构成。

控制系统的数字模型有两部分组成：一部分是目标函数，由一个关于状态变量X(t)，控制变量U(t)和时间t的函数的积分来表示；另一部分是约束条件，这些约束条件包括被控对象状态方程、状态的初始条件等。

3.3.5 激光技术：“受激辐射”基于伟大的科学家爱因斯坦在1916年提出的一套全新的理论。这一理论是说在组成物质的原子中，有不同数量的粒子（电子）分布在不同的能级上，在高能级上的粒子受到某种光子的激发，会从高能级跳到（跃迁）低能级上，这时将会辐射出与激发它的光相同性质的光，而且当处于高能级上的粒子数大于低能级上的粒子数时，就能出现一个弱光激发出一个强光的现象。这就叫做“受激辐射的光放大”，简称激光。产生激光的装置称为激光器。

等离子体；发生电离(无论是部分电离还是完全电离)的气体称之为等离子体(或等离子态)。等离子体的独特行为与固态、液态、气态截然不同，因此称之为物质第四态。4.1.3 电能利用的发展历程

火力发电系统的构成：燃烧系统，汽水系统，控制系统，电气系统

水力发电的类型：1流水式水利发电：大坡度河川上修坝，取水口水借助落差驱动水轮机2调整式水利发电：建设调整水库（溪谷）能够存储一天的容量来调节发电3水库式水力发电：建设大型水库、存储洪水、丰水，枯水期补给发电4扬水式水力发电：用谷期多余电量抽下部水库水到岛上部水库，峰期发电；

核反应堆类型：压水堆，重水堆，沸水堆，石墨沸水堆，石墨气冷堆，高温气冷堆，快中子增殖堆；；潮汐能发电：利用海水涨落及其所造成的水位差来推动水轮机，再由水轮机带动发电机来发电，其发电原理与一般的水力发电差不多。

  发电分类：利用潮汐的动能发电 利用潮汐的势能发电

4.3.3 风能发电

风能特性：可再生能源；清洁能源；具有统计性规律；

风能发电优势：占地极少；工程建设周期短；装机规模灵活方便；运行简单；产品质量可靠；经济性日益提高。地热能：地热能就是地球内部的热释放到地表的能量。

形成地热资源的四要素：热储层、热储体盖层、热流体通道、热源 地热能的利用方式 1.直接利用方式

2.地热发电方式

燃料电池优点：污染极少、噪音小；能力转换效率高；适应能力强，供电质量高；占地少，建设快，构造简单，便于维护保养；燃料广泛，补充方便；不需要大量的冷却水，适合于内陆及城市地下应用；灵活性强，可构成不同规格、功率的电池。燃料电池分类：碱性燃料电池（AFC）磷酸型燃料电池(PAFC)熔融碳酸盐型燃料电池(MCFC)固体电解质型燃料电池(SOFC)固体高分子型（对称质子交换膜）燃料电池(PEFC/PEMFC)直接甲醇型燃料电池（DMFC）垃圾发电-3项关键技术：垃圾焚烧炉的设计、制造和管理；垃圾的质量管理；对焚烧炉温度和蒸汽产量的控制

4.4.2 变压器

变压器的最基本形式，包括以电感方式耦合在一起的两组线圈。当一交流电流于其中一组线圈时，于另一组线圈中将感应出具有相同频率的交流电压，感应电压的大小取决于两线圈耦合及磁交链的程度。用公式表示如下：一次电压/二次电压=一次线圈/二次线圈；一次侧的功率=二次侧的功率 5.1.2 断路器

断路器(英文名称:circuit-breaker，circuit breaker)是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。

5.1.4 电力系统继电保护

电力系统对安全可靠有着非常高的要求，系统中的短路、雷击、误操作等故障都可能损坏设备、不能正常供电而使生产停顿，甚至发生人员伤亡事故。早期的电力线路中只装有简单的熔断器、避雷器。1930年左右，已研制出多种电磁继电器及相应的保护设施，继电保护技术已趋成熟 引入电子技术，使用固体电子器件如晶体管、晶闸管整流元件，进而使用计算机技术，更为电力系统继电保护技术的发展开辟了新的途径 5.1.5电力网络

电力网络已成为现代社会生产、人民生活中的主要动力来源。保持这种系统的正常运行，对其进行管理、调度、监控，就形成了包括许多技术部门的庞大的产业体系。随着电能的应用日益广泛，电力的需求不断增长，许多电厂通过输电线互相联接，形成功率强大、遍及广大地区的电力网 5.3.1 社会对电力生产、供给的要求

安全可靠：如果电力生产过程、供电设备发生故障造成供电中断，不仅影响用户正常生产、生活，还可能造成发电、供电设备严重损坏和人身伤害。力求经济：目前，我国电力生产仍以火电为主，如果发电煤耗平均下降lg/kWh，按2004年的发电量计算，全年可节约标准煤200多万吨。保证质量：电能是一种商品，衡量电能的质量主要是电网的频率、电压。在功率因数较低或无功功率变化较大的局部地区，应进行无功补偿 控制污染：对于一些生产工艺落后而严重污染环境、高耗能的小型机组予以关闭，以达到“节能减排”的目的。5.3.2电力工业的三个特点：社会公用事业，技术密集产业，资金密集产业

5.3.3电力生产的特征：1平衡性，发电、用电同时完成且两者平衡2 瞬时性，开关一合，电能就以300000km/s的速度送到用户，发电、用电瞬间完成 3 功率特殊性，电力系统所特有的无功功率。为保持电网电压在一定的水平和电网稳定，必须保持无功功率的平衡。6．1 电力系统及其组成

电力系统的组成：由发电厂、变电站、输电网、配电网和电力用户等环节组成的电能生产与利用系统。

电力系统的功能：一次能源转化成电能，将电能输送到负荷中心，再由配电变电站向用户供电或直接分配到大用户，由大用户的配电装置为用户进行供电。电力系统的主体结构：电源电力网负荷中心

电力网的功能是将电源出的电压升高到一定等级后，通过高压输电线路将电能输送到负荷中心变电站，再降压至一定等级后，经配电线路与用户相联。为确保系统安全、稳定、经济地运行，必须在不同层次上按技术要求配置各类自动控制装置与通信系统，组成信息与控制子系统。

系统运行分为正常运行状态与异常运行状态。其中，正常状态又分为安全状态和警戒状态；异常状态又分为紧急状态和恢复状态。电力系统运行包括了所有这些状态及其相互间的转移。各种运行状态之间的转移需通过不同控制手段来实现。电力系统在保证电能质量、实现安全可靠供电的前提下，还应实现经济运行。即努力调整负荷曲线，提高设备利用率，合理利用各种动力资源，降低燃料消耗、厂用电和电力网络的损耗，以取得最佳经济效益。6．2．1 火力发电

利用煤、石油、天然气等自然界蕴藏量极其丰富的化石燃料发电称为火力发电。

按发电方式分为：汽轮机发电，燃气轮机发电，内燃机发电，燃气－蒸汽联合循环发电，火电机组既供电又供热的“热电联产”

火力发电厂的三大系统 1燃烧系统包括锅炉的燃烧部分和输煤，除灰和烟气排放系统等,燃烧系统的功能是将煤的化学能转换成热能，把锅炉里的水加热变为蒸汽。2汽水系统：包括锅炉，汽轮机，凝汽器及给水泵等组成的汽水循环和水处理系统，冷却水系统等。3电气系统：电气系统包括发电机，励磁系统，厂用电系统和升压变电站等。发电机的机端电压和电流随其容量不同而变化，其电压一般在10～20千伏之间，电流可达数千安至20千安。6.3

变电站

变电站是电力网的重要组成部分，它的任务是汇集电源、变换电压、分配电能。它通过变压器将各级电压的电网联系起来。变电站若按其变换电压的功能划分可分为：升压变电站、降压变电站； 按其容量和重要性划分可分为：枢纽变电站、中间变电站和终端变电站。

变压器按作用分为：升压变压器和降压变压器；按分接头切换方式分为：有载和无载调压变压器；电压互感器和电流互感器是变电站用来测量高电压和大电流的设备。变电站的开关设备包括：断路器、隔离开关、负荷开关、高压熔断器等。变电站还装有防雷设备，主要有避雷针和避雷器。6．3．2

配电

配电是指电力系统中直接与用户相连并向用户分配电能的环节。

配电系统由配电变电所（通常是将电网的输电电压降为配电电压）、高压配电线路（即1千伏以上电压）、配电变压器、低压配电线路（1千伏以下电压）以及相应的控制保护设备组成。配电电压通常有35～60千伏和3～10千伏等。

配电系统中常用的交流供电方式有：三相三线制，三相四线制，三相二线一地制，三相单线制，单相二线制 配电系统的直流供电方式有：二线制，三线制 配电：一次配电网络的接线方式有：放射式与环式。

二次配电网络的接线方式有：放射式、环式、双回线接线和网格式接线。配电线路按结构分有：架空线路和地下电缆。7 高电压与绝缘技术

粒子加速器：粒子加速器是用人工方法产生高速带电粒子的装置，是探索原子核和粒子的性质、内部结构和相互作用的重要工具

1.粒子加速器分类：静电加速，直线加速器，回转加速器，电子感应加速器，同步回旋加速器，对撞机

2世界范围：交流输电经历了35、60、110、150、230kV的高压，287、400、500、735～765kV的超高压，1150kV的特高压的发展；直流输电线路经历了±100、±250、±400、±450、±500、±750kV的发展。

3我国：超高压电网：交流330kV、500kV、750kV电网和直流±500kV输电系统;；特高压电网：指交流1000kV电网和直流±800kV输电系统。4这些阶段的发展与高电压技术解决了输电线路的电晕现象、过电压的防护和限制以及静电场、电磁场对环境的影响等问题密切相关

5气体绝缘全封闭组合电器（Gas Insulated Switchgear 简称GIS）：它由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成，这些设备或部件全部封闭在金属接地的外壳中，在其内部充有绝缘性能和灭弧性能优异的SF6(六氟化硫)气体作为绝缘和灭弧介质，故也称SF6全封闭组合电器。

6现在世界上无论是交流输电、还是直流输电，总的趋势是输电电压等级越来越高。这种趋势形成的原因主要有以下几点：

一、从节约输电走廊方面考虑；

二、从提高输送容量和增大送电距离方面考虑；

三、从改善电网结构和提高系统运行可靠性方面考虑；

四、经济性的要求

7.2 高电压与绝缘技术的基本任务及特点：基本任务：研究在高电压作用下各种绝缘介质的性能和不同类型的放电现象，高电压设备的绝缘结构设计，高电压试验和测量的设备及方法，电力系统的过电压、高电压或大电流产生的强电场、强磁场或电磁波对环境的影响和防护措施，以及高电压在其它领域的应用等。特点：实验性强，理论性强，交叉性强

7.3 高电压与绝缘技术的理论基础及主要研究内容：

7.3.1高电压与绝缘技术的理论基础：绝缘介质的放电和击穿理论与相关的理论知识，气体（主要包括大气条件下的空气、压缩空气、六氟化硫SF6气体及高真空）放电过程的规律；

2、不同电压形式下各种气体电介质的绝缘特性；

3、绝缘子的沿面放电、污秽放电；

4、液体、固体电介质的极化、电导与损耗以及击穿理论；

5、液体、固体电介质的老化机理。

7.3.2 高电压与绝缘技术的主要研究内容：1高电压绝缘特性研究和绝缘诊断:在高电压技术领域，不论是获得高电压还是研究高电压下系统的特性或随机干扰下电压的规律，都离不开绝缘的支撑。高压电工设备的绝缘承受着各种高电压的作用，包括交流和直流工作电压、雷电过电压和内部过电压。过电压及其防护：电力系统的过电压是电力系统运行中由于内、外原因引起的电压超过额定工作电压的现象。过电压：1外过电压（直击雷过电压，感应雷过电压）2内过电压：（暂时过电压，操作过电压，谐振过电压）

高电压试验设备、方法和测量技术：高电压发生装置有：由工频试验变压器及其调压设备等组成的工频试验设备、模拟雷电过电压或操作过电压的冲击电压发生装置、利用高压硅堆等作为整流阀的高压直流发生装置等。

高电压新技术：高功率脉冲技术：是研究高电压、大电流、高功率窄脉冲的产生和应用的技术。等离子体：是一种拥有离子、电子和核心粒子的不带电的离子化物质。等离子体包括有几乎相同数量的自由电子和阳极电子。线爆技术：强大的电流通过金属线时，会使金属线熔化、气化、爆炸，产生很强的力学效应及光、电、热和电磁效应。液电效应：液电效应是液体电介质在高电压、大电流放电时伴随产生的力、声、光、热等效应的总称 8 电力电子与电力传动技术

电力电子技术：电力半导体器件（应用半导体工艺制作的可承受或控制一定功率的半导体元件。），电力电子成套装置（应用电力半导体器件以及所需的控制理论，按生产机械的要求而实现的一个电气整体。），控制理论（实现弱电控制强电接口的强有力桥梁。）；电力电子技术是以电力为对象的电子技术，是一门利用电力电子器件对电能进行转换与控制的新兴科学

8.1.1 电力电子技术的核心技术::功率变换;控制技术(模拟技术,数字技术)功率变换与控制的基本功能

8.1.3 电力电子技术的主要应用：

在输电系统中的应用：柔性交流输电技术；高压直流输电技术；静止无功补偿器 在配电系统中的应用：用户电力技术；电力拖动系统

两项关键技术应用::高频开关电源如：现代通信电源；变频调速技术如：感应加热装置 应用电力电子技术所实现的要求：增强功能（实现迄今不能实现的要求）

提高性能（加快响应速度，提高控制精度）提高效率（可做到节电，节能）；保养简单（可采用没有电刷和换向器的交；流电动机，来代替具有电刷和换向器的直流电动机）体积小重量轻（利用高频导通和关断，可使具有铁芯的装置小型化

8.1.5 电力电子技术的发展与特点：全控化，集成化，高频化，模块化数字化，绿色化，高效率化，变换器小型化，改善和提高供电电网的质量，电力电子器件的容量和性能的优化 电力传动技术： 电气传动系统的构成

8.2.1 电气传动技术的分类与特点

电气传动系统：1以转速为被控参数的调速系统2以直线位移或角位移为被控参数的位置随动系统

电气传动系统的主要优点：适用功率范围宽，转速范围广，与负载配合方便，运行特性的种类多，动态特性好、稳速精度高、定位精确，可实现四象限运行，空载损耗小、效率高

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