1、1,5.8.4 生物控制與中醫(yī)學(xué),中醫(yī)學(xué)是我國人民經(jīng)過幾千年實(shí)踐總結(jié)出來的一門關(guān)于人的科學(xué)，它和生物控制研究方法的共同點(diǎn)是注重整體性和系統(tǒng)性。其中記載的經(jīng)絡(luò)學(xué)說實(shí)質(zhì)上是世界上最早的古典生物控制理論。,根據(jù)經(jīng)絡(luò)學(xué)說的論述，從生物控制的觀點(diǎn)看來，可以認(rèn)為經(jīng)絡(luò)實(shí)質(zhì)上是指人體整個(gè)生命活動的功能控制系統(tǒng)。因?yàn)樗且粋€(gè)功能控制系統(tǒng)，而不是個(gè)別的器官、組織，所以不能找到特定的實(shí)體結(jié)構(gòu)。這個(gè)功能控制系統(tǒng)是一個(gè)以腦為控制中心的多級閉環(huán)控制系統(tǒng)，在經(jīng)絡(luò)學(xué)說中，稱腦為“元神府”，它通過督脈(總督全身的陽經(jīng))、任脈(總?cè)稳淼年幗?jīng))等，控制五臟六腑、四肢百骸，而五官七竅、體表穴位則為測量裝置(傳感器)與外界環(huán)境發(fā)生聯(lián)

2、系。,生物控制理論及技術(shù)也可以使中醫(yī)學(xué)的科學(xué)性得到準(zhǔn)確的說明和鑒定，使中醫(yī)理論真正建立在科學(xué)基礎(chǔ)上。,2,5.9 生態(tài)與環(huán)境控制,5.9.1 生態(tài)控制 生態(tài)控制的基本任務(wù)之一是用系統(tǒng)和信息觀點(diǎn)和方法分析、設(shè)計(jì)、規(guī)劃和控制人工生態(tài)系統(tǒng)、資源的合理利用和再循環(huán)、環(huán)境的綜合治理和優(yōu)化以及在新的生態(tài)平衡格局下人類怎樣適應(yīng)和協(xié)調(diào)。,5.9.2 環(huán)境控制 將環(huán)境當(dāng)作受控的開放系統(tǒng)，研究、實(shí)施有效的控制行為，使人們的生存環(huán)境質(zhì)量維持在一個(gè)良好的水平。環(huán)境控制中的控制行為主要有三個(gè)方面：局部污染處理、綜合環(huán)境治理和環(huán)境系統(tǒng)管理。,3,5.10 社會經(jīng)濟(jì)控制,(1) 將社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)（Socioeconomic

3、System）看成是一個(gè)具有反饋調(diào)節(jié)，特別是信息反饋的控制系統(tǒng)；,（2）對社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)進(jìn)行定量的描述與處理，以求達(dá)到最優(yōu)控制，作出有效、合理的經(jīng)濟(jì)決策;,(3) 社會經(jīng)濟(jì)控制的主要任務(wù)是：給出最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)決策，通過最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)管理，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。,4,5.11 大系統(tǒng)控制與系統(tǒng)工程,大系統(tǒng)就是規(guī)模宏大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的系統(tǒng)。例如，現(xiàn)代大型企業(yè)的多級計(jì)算機(jī)管理和控制系統(tǒng)（如大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)），大型工程項(xiàng)目的計(jì)劃協(xié)調(diào)與組織管理系統(tǒng)全國性或地區(qū)性的供電網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度、管理和優(yōu)化運(yùn)行系統(tǒng)，社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，大都市的交通管理與控制系統(tǒng)，環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)以及航天運(yùn)載火箭、洲際導(dǎo)彈等，都是典型的大系統(tǒng)。,5.11.1 大系

4、統(tǒng)控制,在現(xiàn)代控制理論的基礎(chǔ)上，形成了所謂的大系統(tǒng)理論。主要研究內(nèi)容有大系統(tǒng)建模、分析與綜合等方面，包括研究系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、模型簡化、控制方案、系統(tǒng)穩(wěn)定性以及最優(yōu)化等。主要有三種控制結(jié)構(gòu)方案，即多級（遞階）控制、多層控制和多段控制。,5,第一層,第二層,協(xié)調(diào)控制,遞階控制,遞階控制,局部控制,局部控制,局部控制,局部控制,被控對象或過程,總?cè)蝿?wù),第三層,(1) 多級（遞階）控制,第一級為局部控制級，它直接控制大系統(tǒng)的各局部過程或?qū)ο?，?gòu)成小系統(tǒng)；第二級為遞階控制級，它對第一級各子系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制；第三級為協(xié)調(diào)控制級，根據(jù)大系統(tǒng)的總目標(biāo)，,金字塔式遞階控制結(jié)構(gòu),對第二級進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，完成大系統(tǒng)管理、控

5、制的總?cè)蝿?wù)。,圖5.16 三層遞階控制結(jié)構(gòu),6,(2) 多層控制,自組織層,自適應(yīng)層,最優(yōu)化層,直接控制層,測量顯示,被控對象或過程,總目標(biāo),第四層,第三層,第二層,第一層,慢擾動,較慢擾動,較快擾動,快擾動,多層控制方案的特點(diǎn)是按任務(wù)或功能分層。各層之間的關(guān)系具有“分工”性質(zhì)，上下層之間也有隱含的“支配”與“被支配”的關(guān)系。,圖5.17 多層控制結(jié)構(gòu),7,圖5.18 多段控制結(jié)構(gòu),第一段,第二段,第n段,協(xié)調(diào)模塊,被控對象或過程,全段任務(wù),多段控制結(jié)構(gòu)方案的特點(diǎn)是按被控過程時(shí)間分段， 根據(jù)被控過程先后時(shí)間順序或“航程”，將全過程分為若干時(shí)段，每一時(shí)段形成一個(gè)小系統(tǒng)，如圖5.18所示。這里的協(xié)

6、調(diào)模塊按銜接條件進(jìn)行,協(xié)調(diào)，把前時(shí)段終點(diǎn)邊界條件與后時(shí)段初始邊界條件銜接起來，完成 全過程的控制任務(wù)。,圖5.18 多段控制結(jié)構(gòu),8,5.11.2 系統(tǒng)工程,系統(tǒng)工程是以系統(tǒng)(特別是大系統(tǒng))為研究對象的一門跨學(xué)科的邊緣科學(xué)。是應(yīng)用現(xiàn)代數(shù)學(xué)和電子計(jì)算機(jī)等工具，對系統(tǒng)的構(gòu)成要素、組織結(jié)構(gòu)、信息交換和自動控制等進(jìn)行分析、研究，從而達(dá)到最優(yōu)設(shè)計(jì)、最優(yōu)控制和最優(yōu)管理的目標(biāo)，是為更加合理地研制和運(yùn)用大系統(tǒng)而采取的各種組織管理技術(shù)的總稱（如長江三峽施工組織管理系統(tǒng)） 。,系統(tǒng)工程涉及的領(lǐng)域非常廣泛，除了各種工程領(lǐng)域，還涉及社會、經(jīng)濟(jì)、政治、軍事、文化、教育等領(lǐng)域。其應(yīng)用范圍包括社會系統(tǒng)、軍事系統(tǒng)、生產(chǎn)系統(tǒng)以

7、及流通服務(wù)系統(tǒng)、人體對象系統(tǒng)等等。目前被人們廣泛重視并取得有價(jià)值結(jié)果的應(yīng)用領(lǐng)域有宏觀經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)工程、區(qū)域規(guī)劃系統(tǒng)工程、環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)工程、能源系統(tǒng)工程、水資源系統(tǒng)工程、運(yùn)輸系統(tǒng)工程、農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程、工程項(xiàng)目管理系統(tǒng)工程、人口系統(tǒng)工程、軍事系統(tǒng)工程等，如“西氣東輸”、“南水北調(diào)”、黃河水資源系統(tǒng)、國民經(jīng)濟(jì)宏觀調(diào)控系統(tǒng)等。,9,6 控制和自動化的展望,自動化技術(shù)的發(fā)展水平是一個(gè)國家在高技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一，它涉及到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防建設(shè)、商業(yè)、家用電器、個(gè)人生活諸多方面。本章將對在幾個(gè)特定的領(lǐng)域討論自動化技術(shù)以及控制科學(xué)與工程學(xué)科未來的發(fā)展。,10,6.1 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)6.1.1 計(jì)算機(jī)集

8、成制造系統(tǒng)（CIMS）的產(chǎn)生和發(fā)展,在制造業(yè)中產(chǎn)生了利用計(jì)算機(jī)不僅實(shí)現(xiàn)單元生產(chǎn)柔性自動化， 并把制造過程（產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)計(jì)劃與控制、生產(chǎn)過程等等）集成為一個(gè)統(tǒng)一系統(tǒng)的設(shè)想，同時(shí)企圖對整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行加以優(yōu)化。,11,圖6.1 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的初始概念,效益包括： （1）降低生產(chǎn)成本； （2）提高生產(chǎn)效率； （3）提高生產(chǎn)的柔性； （4）增強(qiáng)產(chǎn)品對市場的適應(yīng)性；,（5）提高產(chǎn)品質(zhì)量；（6）減少生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間和庫存； （7）增加企業(yè)員工對企業(yè)的滿足感；（8）增加用戶滿意度。,12,6.1.2 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)所涉及的自動化技術(shù),包括: 數(shù)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）與計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）

9、等、立體倉庫與自動化物料運(yùn)輸系統(tǒng)、自動化裝配與工業(yè)機(jī)器人、計(jì)算機(jī)輔助生產(chǎn)計(jì)劃制定、計(jì)算機(jī)輔助生產(chǎn)作業(yè)調(diào)度、質(zhì)量監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng) 、辦公自動化與經(jīng)營輔助決策 。,13,6.1.3 我國發(fā)展計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)技術(shù)的前景,為跟蹤國外計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)這一先進(jìn)技術(shù)，我國在1987年開始實(shí)施“863高技術(shù)計(jì)劃”的CIMS主題，這一時(shí)期國外正強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的核心是“集成系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)”。我國在實(shí)施中不可避免地受其影響，經(jīng)過10多年的努力實(shí)施，有成績，也有教訓(xùn)。,以少量的科技投入，鼓勵(lì)一批專業(yè)技術(shù)人員很快初步掌握了計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)及其單元技術(shù)，為我國發(fā)展該領(lǐng)域的高技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。高等院校的校科技人

10、員積極走向社會，與企業(yè)結(jié)合，大力在企業(yè)中推廣計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)及有關(guān)單元技術(shù)。通過計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)計(jì)劃示范項(xiàng)目的實(shí)施，推動了企業(yè)應(yīng)用信息技術(shù)以提高了生產(chǎn)效率和經(jīng)營管理水平。建立了計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心和一批實(shí)驗(yàn)網(wǎng)點(diǎn)與培訓(xùn)中心，為計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)技術(shù)的研究、試驗(yàn)、人員培訓(xùn)打下了良好的基礎(chǔ)。,14,6.2 機(jī)器人應(yīng)用于生產(chǎn)和社會生活的各方面,6.2.1 機(jī)器人發(fā)展概況,機(jī)器人作為人類20世紀(jì)最偉大的發(fā)明之一，在短短的40年內(nèi)發(fā)生了日新月異的變化。機(jī)器人已經(jīng)不僅成為先進(jìn)制造業(yè)不可缺少的自動化裝備，而且正以驚人的速度向海洋、航空、航天、軍事、農(nóng)業(yè)、服務(wù)、娛樂等各個(gè)領(lǐng)域滲透。,機(jī)器人主要

11、分為兩大類：用于制造環(huán)境下的工業(yè)機(jī)器人（如焊接、裝配、噴涂、搬運(yùn)等機(jī)器人），和用于非制造環(huán)境下的特種機(jī)器人（如水下機(jī)器人、農(nóng)業(yè)機(jī)器人、微操作機(jī)器人、醫(yī)療機(jī)器人、軍用機(jī)器人、娛樂機(jī)器人等）。,15,智能移動機(jī)器人是機(jī) 器人研究領(lǐng)域中的一個(gè)重 要分支。機(jī)器人也正在向 個(gè)人機(jī)器人的方向發(fā)展。 特種機(jī)器人在海洋與農(nóng)業(yè)、 服務(wù)與醫(yī)療、生物與基因 工程、航空與航天等領(lǐng)域 的應(yīng)用顯示出強(qiáng)大的生命 力，如安全微創(chuàng)的腦外科 輔助定位機(jī)器人、雕刻機(jī) 器人、導(dǎo)游機(jī)器人等都進(jìn) 入實(shí)用化階段。,圖6.2 機(jī)器人正在清洗瓷磚壁面,16,6.2.3 邁向二十世紀(jì)的中國機(jī)器人,圖6.3 焊接機(jī)器人,我國把智能機(jī)器人列為高技術(shù)

12、發(fā)展計(jì)劃，主要是圍繞特種機(jī)器人進(jìn)行攻關(guān)。完成1000m水下無纜自治機(jī)器人的研制 ，并完成了無人駕駛振動式壓路機(jī)、隧道鑿巖機(jī)、大型噴漿機(jī)、機(jī)器人化裝載機(jī)、自動攤鋪機(jī)等機(jī)器人化工程機(jī)械。我國在研制出遙控移動機(jī)器人及爬壁機(jī)器人以后，又根據(jù)市場需求開發(fā)出排爆機(jī)器人、面壁,清洗機(jī)器人、醫(yī)療輔助機(jī)器人、機(jī)器人足球等。,17,6.2.2 機(jī)器人涉及的自動化技術(shù),（1）變結(jié)構(gòu)控制與學(xué)習(xí)控制 變結(jié)構(gòu)滑動?？刂埔恢笔菣C(jī)器人控制研究的重點(diǎn)，因其直觀上的合理性而得到特別的重視。自適應(yīng)滑動模控制等新的方法對傳統(tǒng)的方法做了重要的改進(jìn)。,（2）機(jī)器視覺與機(jī)器智能 如何獲取場景和目標(biāo)的圖像信息，并把其處理成機(jī)器能夠理解的特征

13、或模式，是機(jī)器智能中非常困難的研究課題。,（3）智能控制與信息融合 室外智能移動機(jī)器人所涉及的關(guān)鍵技術(shù)包括移動機(jī)器人的控制體系結(jié)構(gòu)、機(jī)器人視覺信息的實(shí)時(shí)處理、車體的定位系統(tǒng)、多傳感器信息融合技術(shù)，以及路徑規(guī)劃技術(shù)與車體控制技術(shù)等。,18,6.3 高速列車和太空飛行器的智能控制,6.3.1 高速列車簡介,采用交流傳動技術(shù)，流線型頭形、輕量化鼓形車體、動力學(xué)性能較好的小輪徑動力車轉(zhuǎn)向架等，架裝了導(dǎo)流板，而控制系統(tǒng)采用MITRAC分布式微機(jī)控制裝置等，使該車組技術(shù)性能進(jìn)一步完善和提高。我國高速“子彈頭”列車，時(shí)速達(dá)300多km/h。,磁懸浮高速列車已在上海運(yùn)行，最高速每小時(shí)430km。,19,6.3

14、.2 人類太空飛行與國際空間站,國際空間站是一座有兩個(gè)足球場大小的空間站，將成為人類歷史上第一個(gè)完備的太空實(shí)驗(yàn)室。,我國于2000年成功發(fā)射了神舟二號飛船。飛船在太空飛行的幾天中，進(jìn)行了一系列的空間材料、空間天文和空間生物等實(shí)驗(yàn)。在這艘飛船上裝有空間晶體生長爐、空間生物培養(yǎng)箱、宇宙天體高能輻射監(jiān)測儀、大氣密度探測器等實(shí)驗(yàn)設(shè)備，儼然一個(gè)太空實(shí)驗(yàn)室。,20,神舟四號飛船,這是最后一次無人的飛船，但為有人飛行作最后的準(zhǔn)備。飛行108圈后于2003年1月5日返回地球 。,和已往的飛船一樣，太空實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行空間材料試驗(yàn)、空間生命科學(xué) 、空間天文和空間生物以及空間環(huán)境、太空輻射探測等實(shí)驗(yàn)和考驗(yàn)了宇航員生命保

15、障系統(tǒng) ，飛船內(nèi)有帶有各種傳感器模擬宇航員（假人）。,我國于2002年底成功發(fā)射了神舟四號飛船。,21,6.4 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),6.4.2 常用的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng) （1）飛行仿真系統(tǒng) （2）作戰(zhàn)仿真系統(tǒng) （3）與虛擬生物對話 （4）用于遙控機(jī)器人的遙現(xiàn)技術(shù),動態(tài)環(huán)境建模技術(shù) 、實(shí)時(shí)三維圖形生成技術(shù) 、立體顯示和傳感器技術(shù) 、應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)工具 、系統(tǒng)集成技術(shù),6.4.3 虛擬現(xiàn)實(shí)涉及的自動化關(guān)鍵技術(shù):,22,6.5 巡航導(dǎo)彈和預(yù)警飛機(jī),6.5.1 巡航導(dǎo)彈及其測控系統(tǒng) 在翼式導(dǎo)彈和無人駕駛遙控飛機(jī)的基礎(chǔ)上，利用紅外成像技術(shù)、精密制導(dǎo)技術(shù)、隱形技術(shù)，配之以先進(jìn)的電子集成電路、微型計(jì)算機(jī)等，研制出小巧、機(jī)

16、動靈活,、精度高、成本低的低空突防武器巡航導(dǎo)彈。巡航導(dǎo)彈在現(xiàn)代戰(zhàn)爭特別是局部戰(zhàn)爭中發(fā)揮著重要作用。,23,6.5.2 巡航導(dǎo)彈測控中的自動化技術(shù),巡航導(dǎo)彈測量的傳感器類型一般為普通光學(xué)、激光（紅外）、聲學(xué)、無線電波等。 由于激光雷達(dá)的波束角窄，角度測量精度高，所以只要單臺便可進(jìn)行高精度跟蹤測量，利用一部雷達(dá)測得目標(biāo)的距離、方位角和高低角來進(jìn)行目標(biāo)定位。 為了增強(qiáng)回波信號，要在巡航導(dǎo)彈上安裝協(xié)作目標(biāo)。,24,6.5.3 預(yù)警飛機(jī)概述,6.5.4 機(jī)載預(yù)警系統(tǒng)中的自動化技術(shù) ：,空中預(yù)警飛機(jī)是用于搜索、監(jiān)視和跟蹤空中和海上目標(biāo)的作戰(zhàn)支援飛機(jī)。其目的是達(dá)到快捷準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)敵人目標(biāo)、有效跟蹤目標(biāo)，并指揮攔

17、截或阻擊敵人目標(biāo)。,圖6-9 美制E-3“望樓”空中預(yù)警飛機(jī),有源相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)、陣列信號、空時(shí)二維信號處理技術(shù)、機(jī)載環(huán)境下光學(xué)探測及圖像處理技術(shù)、多目標(biāo)跟蹤與多傳感信息融合技術(shù)、敵我識別技術(shù) 、機(jī)載并行計(jì)算機(jī)技術(shù)、態(tài)勢評估、威脅評估和戰(zhàn)斗輔助決策指揮技術(shù) 、導(dǎo)航技術(shù),25,6.6 數(shù)字地球與機(jī)敏傳感網(wǎng)絡(luò),把整個(gè)地球“數(shù)字化”之后，裝進(jìn)計(jì)算機(jī)里面，借助它，人們無論走到哪里都可以按地理坐標(biāo)了解地球上任何一處、任何方面的信息。,設(shè)想把有關(guān)地球海量的、多分辨的、3-維的、動態(tài)的數(shù)據(jù)按地理坐標(biāo)集成起來，形成一個(gè)一體化的“數(shù)字地球”。,6.6.1 數(shù)字地球北京宣言,6.6.2 機(jī)敏傳感網(wǎng)絡(luò),機(jī)敏傳感網(wǎng)絡(luò)

18、將為士兵提供實(shí)時(shí)圖像、微觀氣象、移動目標(biāo)、集成信息等有用信息，所采用的技術(shù)可能包括物理模型、動態(tài)數(shù)據(jù)庫、無線通信和下一代互聯(lián)網(wǎng)等。在未來的社會中，傳感器將無處不在，到處充滿了各種各樣的傳感器，包括軍用的和商用的。,26,圖6.11 機(jī)敏傳感網(wǎng)絡(luò)的概念,27,7 自動化類專業(yè)的教學(xué)安排,28,7.1 自動化類專業(yè)的教學(xué)安排,7.1.1 高等院校的教學(xué)任務(wù),7.1.1.1 系統(tǒng)地向受教育者傳授科學(xué)文化知識,7.1.1.2 有效地培養(yǎng)受教育者的綜合能力,7.1.1.3 積極地幫助受教育者樹立科學(xué)的世界觀,7.1.1.4 大力開展體育與美學(xué)教育,7.1.2 高等院校的教學(xué)特點(diǎn),7.1.2.1 教學(xué)進(jìn)度

19、快、信息量大 ; 7.1.2.2 教學(xué)形式多種多樣,7.1.2.3 教學(xué)內(nèi)容有明確的方向性和系統(tǒng)性; 7.1.2.4 教師與學(xué)生的關(guān)系 ; 7.1.2.5 學(xué)生擁有更多的自由時(shí)間,29,7.2 工科課程的類型,圖 7 - 1 金字塔型知識結(jié)構(gòu),7.2.1 公共課程,7.2.2 基礎(chǔ)課程,7.2.3 專業(yè)基礎(chǔ)課程,7.2.4 專業(yè)課程,7.2.5 必修課與選修課,一般按照課程的性質(zhì)和目的，將大學(xué)課程劃分為四大類。,是任何專業(yè)的學(xué)生必修的課程,基礎(chǔ)課程是根據(jù)各專業(yè)的特點(diǎn)和性質(zhì)設(shè)置的，是學(xué)習(xí)專業(yè)課程的基石,或稱技術(shù)基礎(chǔ)課程，是與專業(yè)理 論和專業(yè)技能相聯(lián)系的基礎(chǔ)課程,按課程的修習(xí)性質(zhì)劃分,根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)

20、目標(biāo)而專門開設(shè)的培養(yǎng)專業(yè)能力和專長的課程,30,7.3 自動化類專業(yè)的課程設(shè)置,7.3.1 自動化類專業(yè)的理論課程,7.3.2 自動化類專業(yè)的實(shí)踐性環(huán)節(jié),7.3.3 自動化類專業(yè)的課程特點(diǎn),7.3.1.1 公共課程 7.3.1.2 基礎(chǔ)課程 7.3.1.3 技術(shù)基礎(chǔ)課程 7.3.1.4 專業(yè)課程與專業(yè)選修課程,31,7.3.1.1 公共課程,(7)大學(xué)外語, (8) 體育, (9)中國傳統(tǒng)文化,此類課程約占總學(xué)時(shí)的1520%，主要包括：(1)毛澤東思想概論, (2)馬克思主義哲學(xué)(3) 馬克思主義政治經(jīng)濟(jì)學(xué), (4)鄧小平理論概論(5)思想道德修養(yǎng), (6)法律基礎(chǔ).,32,7.3.1.2 基

21、礎(chǔ)課程,此類課程約占總學(xué)時(shí)的1520%，主要包括： (1) 高等數(shù)學(xué), (2)線性代數(shù), (3)離散數(shù)學(xué)， (4)復(fù)變函數(shù)與積分變換, (5)概率論, (6) 隨機(jī)過程, (7) 大學(xué)物理, (8) 理論力學(xué), (9)工程制圖基礎(chǔ), (10) 工程化學(xué)基礎(chǔ)（限制性選修課）, (11) 現(xiàn)代生物學(xué)導(dǎo)論（限制性選修課）, (12) 工程經(jīng)濟(jì)學(xué)（限制性選修課）, (13) 管理學(xué)基礎(chǔ)（限制性選修課）。,33,7.3.1.3 技術(shù)基礎(chǔ)課程,此類課程約占總學(xué)時(shí)的30%左右，主要包括： (1) 自動化（專業(yè)）概論, (2) 專業(yè)外語, (3) 電路, (4) 電磁場與電磁波（選修課）, (5) 電子技術(shù)基

22、礎(chǔ), (6) 數(shù)字邏輯電路, (7) 超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ), (8) 數(shù)字信號處理, (9) 程序設(shè)計(jì)語言, (10)微機(jī)原理與接口技術(shù), (11) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與軟件方法, (12) 數(shù)據(jù)庫技術(shù)（選修課）, (13) 操作系統(tǒng)原理, (14) 信號與系統(tǒng), (15) 自動控制原理, (16) 檢測技術(shù)與傳感器技術(shù), (17)控制電機(jī), (18) 單片機(jī)原理及應(yīng)用（選修課）, (19) 可編程邏輯器件原理及應(yīng)用（選修課）.,34,7.3.1.4 專業(yè)課程與專業(yè)選修課程,(1) 現(xiàn)代控制理論, (2)非線性控制技術(shù), (3)數(shù)字控制技術(shù) (4) 計(jì)算機(jī)控制技術(shù), (5)工業(yè)控制課程組, (6)飛

23、行控制課程組, (7) 慣性技術(shù)與導(dǎo)航課程組, (8)智能控制基礎(chǔ)（選修課）, (9)分布式控制系統(tǒng)（選修課）, (10) 系統(tǒng)建模與仿真（選修課）, (11) 人工智能導(dǎo)論（選修課）, (12) 可編程控制器原理及應(yīng)用（選修課）, (13) 控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（選修課）, (14) 系統(tǒng)工程與系統(tǒng)集成（選修課）, (15) 系統(tǒng)辯識（選修課）, (16) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)論（選修課）, (17) 自適應(yīng)控制（選修課）, (18) 預(yù)測控制（選修課）, (19) 圖像處理與模式識別（選修課）, (20) 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與科學(xué)計(jì)算可視化（選修課）。,此類課程約占總學(xué)時(shí)的510%，主要包括：,35,7

24、.3.2 自動化類專業(yè)的實(shí)踐性環(huán)節(jié),(1) 軍事訓(xùn)練, (2) 軍事理論, (3) 公益勞動, (4) 金工實(shí)習(xí), （5） 電子實(shí)習(xí), (6) 生產(chǎn)實(shí)習(xí), (7)畢業(yè)設(shè)計(jì), （8） 物理實(shí)驗(yàn), （9）計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ), (10) 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì), (11) 控制理論專題設(shè)計(jì), (12)檢測技術(shù)與傳感器實(shí)驗(yàn), (13) 計(jì)算機(jī)控制課程設(shè)計(jì), (14) 可編程控制器(PLC)課程設(shè)計(jì)（選修）, (15) 電子線路設(shè)計(jì)訓(xùn)練（選修）,實(shí)踐性環(huán)節(jié)約占總學(xué)時(shí)的1520%，主要包括：,36,7.3.3 自動化類專業(yè)的課程特點(diǎn),上述內(nèi)容構(gòu)成了自動化類專業(yè)課程的有機(jī)整體,自動化類專業(yè)專業(yè)的理論和技術(shù)發(fā)展特別快速

25、,自動化類專業(yè)專業(yè)還特別注重學(xué)生的動手能力、解決實(shí)際問題能力的培養(yǎng),數(shù)理知識是學(xué)習(xí)后續(xù)課程的理論基礎(chǔ)，其中尤以高等數(shù)學(xué)和工程數(shù)學(xué)占的比例最大。技術(shù)基礎(chǔ)課程可分為三大類，即電類、計(jì)算機(jī)類和控制類。,37,7.3.4 自動化類專業(yè)主要教學(xué)內(nèi)容的系列與分布,7.3.4.1 主要課程系列,38,39,7.3.4.2 主要課程設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)系列,7.3.4.3 主要實(shí)習(xí)系列,40,表 7. 1 自動化專業(yè)主要課程和主要實(shí)踐環(huán)節(jié)分布表,41,7.4 自動化類專業(yè)的教學(xué)環(huán)節(jié),主要有：課堂教學(xué)（包括課堂講授、課堂討論、習(xí)題課等）、習(xí)題和作業(yè)、輔導(dǎo)和答疑、實(shí)驗(yàn)、自學(xué)和自學(xué)指導(dǎo)、各種實(shí)習(xí)、社會調(diào)查、生產(chǎn)勞動、考試考查

26、、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等。,課堂講授是教學(xué)的基本形式，其主要作用是通過教師講授，使學(xué)生系統(tǒng)地、集中地學(xué)到科學(xué)文化知識。,習(xí)題課和課堂討論是課堂講授的有效補(bǔ)充，目的是幫助學(xué)生理解、鞏固和深化所學(xué)知識，是培養(yǎng)學(xué)生智能的重要環(huán)節(jié)。,通過教學(xué)實(shí)驗(yàn)，可以幫助學(xué)生鞏固和加深理解理論知識，培養(yǎng)學(xué)生掌握基本的科學(xué)實(shí)驗(yàn)技能和科學(xué)研究的方法。,通過實(shí)習(xí)使學(xué)生接觸實(shí)際，增強(qiáng)感性認(rèn)識，鞏固所學(xué)理性知識；獲得生產(chǎn)實(shí)際知識和技能，了解組織管理生產(chǎn)知識，提高獨(dú)立工作能力；培養(yǎng)忠于職守、勤奮工作、熱愛集體、遵守紀(jì)律等品格以及一絲不茍的思想作風(fēng)；學(xué)習(xí)科學(xué)管理的方法。,42,通過課程設(shè)計(jì)使學(xué)生面對模擬或?qū)嶋H的工程問題，運(yùn)用所學(xué)的科

27、技知識提出自己的技術(shù)設(shè)想和方案，并在實(shí)驗(yàn)室條件下具體實(shí)現(xiàn)之，在較大程度上提高學(xué)生的自學(xué)、組織與創(chuàng)新以及科學(xué)運(yùn)算、制圖和使用技術(shù)資料的綜合能力。,畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)是專業(yè)學(xué)習(xí)總結(jié)性作業(yè)，也是作為專業(yè)工作者獨(dú)立工作的開始。它培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識和技能來分析問題和解決問題，是工程設(shè)計(jì)和科學(xué)研究基本訓(xùn)練最重要的環(huán)節(jié)。,考核主要有考試和考查兩種，其目的是檢測與評價(jià)教學(xué)質(zhì)量，為教學(xué)工作提供反饋信息，同時(shí)也是為了鑒別和發(fā)現(xiàn)優(yōu)秀人才。,必修課程通常都是考試課程，而選修課程通常是考核課程。,43,7.5 課外教育活動的意義和內(nèi)容,7.5.1 課外教育活動的意義,(1) 鞏固、加深、擴(kuò)展課堂教學(xué)的內(nèi)容,(2)

28、幫助優(yōu)秀人才脫穎而出、盡快成長,(3) 開發(fā)學(xué)生的非智力因素,(4) 提高學(xué)生的人文社科綜合素質(zhì),(5) 培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的社會活動能力以及自我學(xué)習(xí)、,獨(dú)立工作的能力,44,7.5.2 課外教育活動的類型和特點(diǎn),7.5.2.1 課外活動的類型,(1) 政治性的課外活動 (2) 學(xué)術(shù)性的課外活動 (3) 知識性的課外活動 (4) 健身性的課外活動 (5) 娛樂性的課外活動 (6) 公益性的課外活動,45,7.5.1.2 課外活動的特點(diǎn),(1) 課外活動的內(nèi)容不受本專業(yè)教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)大綱的限制,(2) 課外活動的形式靈活多樣，沒有絕對的模式,(3) 課外活動是學(xué)生自己的活動，教師僅在需要時(shí)進(jìn)行必要,

29、的指導(dǎo),(4) 學(xué)生參加什么樣的課外活動完全可以高度自主和自由地,選擇,(5) 課外活動沒有課程學(xué)習(xí)那樣的考試、考核，主要是通過 比賽、交流、展覽、宣傳等生動活潑的形式予以鼓勵(lì),46,8 學(xué)習(xí)原理和學(xué)習(xí)方法,47,8.1 大學(xué)學(xué)習(xí)的概念,掌握好的學(xué)習(xí)方法，理解大學(xué)學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，將對每個(gè)大學(xué)生都具有十分重要的意義。實(shí)際上，大學(xué)學(xué)習(xí)就是在教師指導(dǎo)下學(xué)生的一種知識（或信息）獲取的過程，學(xué)生本人是學(xué)習(xí)的主體，知識就是學(xué)習(xí)的對象。在這個(gè)過程中，主體的積極性是一個(gè)關(guān)鍵的因素。主體的積極性來源于對學(xué)習(xí)目的的明確 。緊接著就要掌握好的學(xué)習(xí)方法。,對每門課程在授課前要對授課內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)，首先知道一個(gè)大概，這樣在聽

30、課時(shí)就能緊跟教師的思路，不至于因聽懂的效率較差而白白浪費(fèi)聽課時(shí)間。其次，要對教師的授課內(nèi)容進(jìn)行復(fù)習(xí)，以便牢固掌握所學(xué)知識。更重要的是，需要通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證課堂傳授知識的正確性，或者通過閱讀參考文獻(xiàn)來印證知識的相互聯(lián)系。,48,8.2 自動化專業(yè)大學(xué)生的學(xué)習(xí)任務(wù),(1) 政治與人文科學(xué)的學(xué)習(xí),明確要樹立正確的人生觀和世界觀，明確大學(xué)學(xué)習(xí)的目的，認(rèn)識到客觀世界是物質(zhì)的，其演變是辨證的。在大學(xué)階段必須學(xué)好外語。大學(xué)生要想成為這個(gè)領(lǐng)域的專家，需要閱讀大量的外文文獻(xiàn)以了解和掌握國外的有關(guān)動態(tài)，更需要加強(qiáng)與國際上的學(xué)術(shù)交流。,(2) 自然科學(xué)基礎(chǔ)理論知識的學(xué)習(xí),自動化專業(yè)涉及的領(lǐng)域廣泛，因而對包括數(shù)學(xué)在內(nèi)的

31、自然科學(xué)基礎(chǔ)理論知識要求較高。,(3) 大學(xué)物理和化學(xué)是自然科學(xué)最基礎(chǔ)的知識,自動化專業(yè)的服務(wù)對象非常廣泛，物理和化學(xué)知識是許多行業(yè)和生產(chǎn)的基礎(chǔ)。,49,(4) 專業(yè)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí),自動化專業(yè)屬于信息類專業(yè)，控制理論和計(jì)算機(jī)的知識，應(yīng)是自動化專業(yè)的基礎(chǔ)。,(5) 專業(yè)課的學(xué)習(xí),對工業(yè)儀表、可編程控制器、過程控制、分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、接口技術(shù)、現(xiàn)代控制理論等專業(yè)課程有比較深入的了解。并能夠針對具體的應(yīng)用對象設(shè)計(jì)合理的控制系統(tǒng)。,(6) 專題講座課的學(xué)習(xí),為了拓寬自動化專業(yè)本科生的知識面，開設(shè)了一定數(shù)量的專題講座課。這類講座課應(yīng)該分為兩類。一類是補(bǔ)充自動化專業(yè)本科生課程設(shè)置的偏差，可以用講座形式

32、加以補(bǔ)充。另一類就是對本學(xué)科更高層次的知識進(jìn)行初步的概念講述。,50,8.3 學(xué)習(xí)過程和掌握客觀規(guī)律,大學(xué)本科的學(xué)習(xí)，實(shí)際上可以分為兩個(gè)階段。第一階段是由入學(xué)到完成基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)。第二階段是由進(jìn)入專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)到畢業(yè)設(shè)計(jì)。,在第一階段，教師要引導(dǎo)學(xué)生們逐步掌握基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)的規(guī)律?；A(chǔ)課需要通過大量練習(xí)才能牢固掌握演算和推理的基本功，同時(shí)實(shí)驗(yàn)之類的實(shí)踐課程也是加深理解的有效途徑。,在第二階段，正確的方法是從將來應(yīng)用的角度更多地了解本專業(yè)的課程設(shè)置和所學(xué)課程的基本內(nèi)容，密切結(jié)合課程實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)專業(yè)興趣，使得學(xué)習(xí)成為一種樂趣。,51,8.4 對學(xué)習(xí)有重要影響的一些因素,(1) 學(xué)習(xí)的目的性 有的學(xué)生具有明確的學(xué)習(xí)目的掌握知識，掌握為人民服務(wù)、為社會主義祖國服務(wù)的本領(lǐng)。,(2) 學(xué)習(xí)方法 針對不同階段所學(xué)課程特點(diǎn)的不同，采用與之相應(yīng)的正確學(xué)習(xí)方法，就可以取得好的效果 。,(3) 環(huán)境因素 有些學(xué)生不能正確把握自己，急功近利，過早地希望在市場上一試身手，不能專心