课程概述

"自动化专业概论"是面向具有工程化背景专业的一门专业综合基础性质的必修课程，是本科生进入大学进行工程类专业学习和接触的第一门专业基础课。通过本课程的学习，目的是使学生从自动化、自动化科学与技术、工程实际中的自动化设备及装置等方面了解工程类相关专业尤其是自动化类专业的有关问题，为进一步的专业课程学习开辟出一条直达顶峰的路线，为今后的学习指明方向。树立正确的工程专业思想和学习观，为今后在校学习，激发自己的学习潜力，打下良好的学习方法，使学生了解工程类专业的性质、特点以及自动化技术在工程实际中作用和地位，了解工程化类专业的培养目标和教学内容。

从工程实用的角度讲述了自动控制理论所需要解决的问题：包括被控系统的数学模型（差分模型、微分方程模型、传递函数模型）；作为自动控制理论的数学工具，讲述了简单而实用的控制系统数字仿真方法（数值解）以及最优化技术与方法（穷举法以及智能优化方法）；在此基础上讲述了自动控制系统结构设计方法及动态品质指标计算、系统建模理论与方法、PID控制律的作用及其应用方法、并对新型控制策略（自适应控制，预测控制，模糊控制）进行了关键点介绍。

从自动控制系统工程实施的角度讲述了过程参数检测方法，控制装置与系统发展过程及其应用。

从自动化学科发展所面临的工程问题角度讲述了物联网与云计算、数字化工厂、新型检测技术与仪器。

自动化专业概论从教育部要求设立开始，已经有了将近10年的发展，针对不同工程类专业背景出版了两部教材，课程的设置按照教材内容并契合自动化专业的发展。

科学技术的发展源于多学科的融合，自动化学科是多学科交叉的产物，它又服务于其他的工程学科。因此，自动化专业（学科）概论对于从事其他工程学科的学生、教师、工程技术人员也都是有帮助的。



证书要求

为积极响应国家低碳环保政策， 2021年秋季学期开始，中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书，仅提供电子版的认证证书服务，证书申请方式和流程不变。

 

电子版认证证书支持查询验证，可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询，或者访问 https://www.icourse163.org/verify，通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

 

完成课程教学内容学习和考核，成绩达到课程考核标准的学生（每门课程的考核标准不同，详见课程内的评分标准），具备申请认证证书资格，可在证书申请开放期间（以申请页面显示的时间为准），完成在线付费申请。

 

认证证书申请注意事项：

1. 根据国家相关法律法规要求，认证证书申请时要求进行实名认证，请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

2. 完成实名认证并支付后，系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。


预备知识

  • 高等数学

  • 复变函数及工程变换


授课大纲

第1章 绪论

1.1 基本概念讲解

第1章 绪论

1.2 火电厂生成过程自动化

第2章 自动控制系统组成原理

2.1 自动化专业的一门专业基础课——自动控制理论概述

第2章 自动控制系统组成原理

2.2 自动控制系统的基本组成结构

第2章 自动控制系统组成原理

2.3 闭环控制系统的稳定性指标

第2章 自动控制系统组成原理

2.4 闭环控制系统的品质指标及自动控制系统设计任务

第2章 自动控制系统组成原理

2.5 控制系统性能指标总述

第3章 经典控制理论——控制系统的数学模型及典型控制律PID

3.1 差分方程模型

第3章 经典控制理论——控制系统的数学模型及典型控制律PID

3.2 微分方程及传递函数模型

第3章 经典控制理论——控制系统的数学模型及典型控制律PID

3.3 方框图模型及状态方程模型

第3章 经典控制理论——控制系统的数学模型及典型控制律PID

3.4 典型控制律PID

单元测验一

第4章 现代控制理论——控制系统数值解及最优化理论

4.1 微分方程的数值解

第4章 现代控制理论——控制系统数值解及最优化理论

4.2 最优化理论（1）——目标函数设计

第4章 现代控制理论——控制系统数值解及最优化理论

4.3 最优化理论（2）—— 最优化理论及方法

第4章 现代控制理论——控制系统数值解及最优化理论

4.4 系统辨识理论及方法

第4章 现代控制理论——控制系统数值解及最优化理论

4.5 群体智能优化方法

第5章 自动控制系统结构介绍及设计

5.1 单回路，串级，前馈及反馈结构设计

第5章 自动控制系统结构介绍及设计

5.2 史密斯预估，内模控制结构设计

单元测验二

第5章 自动控制系统结构介绍及设计

5.3 多变量控制系统结构设计

第6章 先进控制策略

6.1 先进控制策略

第7章 自动化学科领域范畴

7.1 自动化装备的技术支撑

第7章 自动化学科领域范畴

7.2 检测理论及方法

单元测验三

第7章 自动化学科领域范畴

7.3 控制装置与系统——模拟、数字控制仪表及PLC

第7章 自动化学科领域范畴

7.4 控制装置与系统——DCS、FCS

第7章 自动化学科领域范畴

7.5 虚拟现实技术

单元测验四

第7章 自动化学科领域范畴

7.6 自动化发展新技术

参考资料

1、《自动化专业（学科）概论》,韩璞编著，人民邮电出版社，2012年。

2、《自动化专业概论（第二版）》，韩璞、王建国编著，中国电力出版社，2011年。