自动化专业详解 自动化专业学什么 知乎
自动化专业详解 自动化专业学什么 知乎
该专业是什么?
自动化属于工学门类,自动化类专业大类,授予工学学位;2022年该专业的选考科目要求绝大多数为物理,而2024年该专业本科类的选考科目要求绝大多数为物理&化学。
自动化,或称之为控制科学与工程,是利用机器自动地完成人所需要完成的工作。现代化的自动化专业,是人们充分利用现有的设备与技术,去感知人所能够感知与不能感知的世界,处理人所能够处理与不能处理的信息,完成人所能够完成与不能完成的工作,预测人所能够预测与不能预测的部分未来事物。
自动化虽然只有简单的三个字,但其中所包含的内容却极为广泛。它的出现不仅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,而且还极大地提高了劳动生产率,增强了人类认识世界和改造世界的能力。
自动化专业主要研究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、传感技术、计算机、网络信息技术为主要工具,面向各个部门、各个行业、各个领域。现如今,自动化技术已融入到人类社会生活的方方面面,在各个领域发挥着至关重要的作用:大到航天飞船、轨道交通信号的控制,汽车的无人驾驶;小到电灯的自动控制开关,冰箱的控温系统,洗衣机的定时甩干功能等。这些我们早已习以为常的事情,实际上都是自动化技术的功劳。
在专业目录中,有很多专业都是在自动化专业的基础之上发展起来的,如机械工程及自动化、电气工程及其自动化、农业机械化及其自动化等,只是侧重的方向不同。这类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。
注意1:自动化专业学习的知识比较全面,课程、课时要多于很多工科专业。尤其在重点大学,课程安排很满,课业压力也比较大。理工科基础差的同学学习起来相对比较吃力,所以一般而言,有较强理工科基础的同学更适合报考该专业。
注意2:自动化是一个具有横断学科特点、综合性较强的专业。希望选择这个专业的学生具有(或培养)如下特质:喜欢创新,有活跃而不因循守旧的思维,充满好奇心;喜欢“玩”,具有较强的动脑与动手能力;具备团队协作精神;有较扎实的数理与电学基础。自动化专业的研究领域特别宽,只有数理基础扎实的人,才有可能在未来适应性更强,飞得更高走得更远。
学习哪些课程?
自动化涉及电子工程、计算机、机电工程、网络、通讯等众多领域,专业覆盖面十分广泛,课程内容也较多。学生需要掌握自动控制理论、信号与系统分析、电路原理、电力电子技术、数字电子技术、传感器技术、网络与通信技术、高级语言程序设计、计算机软件技术应用等方面的知识,甚至连化学工程、力学、管理学等知识也要适当学习。自动化专业的特点可以归纳为一句话: “控(制)管(理)结合,强(电)弱(电)并重,软(件)硬(件)兼施”,足以表明自动化是个多学科交叉的宽口径工科专业。
自动化的最核心课程是运动控制,这就需要理论上的理解和实际系统的支撑,理论对应就是自动控制原理和现代控制理论,实际系统就需要控制对象、控制算法的载体和反馈,控制对象就是电机,载体可以是单片机、PLC或者电路,反馈一般就是传感器。到这里,就列出了大部分的专业基础课,接下来还有一些基础课。使用单片机,最基础单元和原理需要学习数字电路和模拟电路及其基础电路原理;如何利用单片机,得学习C语言或者其他的编程语言。学好电路,得有最基础的数学知识,高中的知识是无法理解的。譬如电容电感部分,涉及到微积分,需要学习高等数学。而现代控制理论里面,几乎全部是对矩阵的处理,这就需要学习线性代数。为了以后可以继续在专业上深入学习,又必须学英语。另外还有一门重要的课程,概率论。
专业主要课程示范1:
数学与自然科学必须课程:微积分A、线性代数、复变函数与统计、数值分析与算法、大学物理B
学科基础课程:计算机语言及程序设计、电路原理、工程图学基础
主要专业主修课程:数字电子技术基础、模拟电子技术基础、电子技术实验、数据结构、计算机网络与应用、信号与系统分析、运筹学、人工智能基础、模式识别与机器学习、自动控制理论、过程控制、电能变换原理与系统、智能传感与检测技术
有代表性的专业选修课程:智能机器人、数字图像处理、系统工程导论、智能网联系统导论、工业智能系统、导航制导与控制、生物信息学概论、交叉项目综合训练A(清华大学)
专业主要课程示范2:
自动化是一个典型的学科综合与交叉的专业,自动化未来的发展趋势就是将信息化和工业化深度融合,通过控制、信息、网络、协同、优化、智能,为物质文明创造新价值。具体来说,就是针对物理实体空间(工业、能源、交通、环境、航空航天、国防、海洋、农业等)的问题,运用信息虚拟空间(计算机软硬件、信息、网络、算法、模型等)的先进技术和方法,解决物理对象的传、测、控、稳、准、快、变、优难题。
根据自动化人才的培养目标,本科的核心课程大致分为三类:
一是工(科)信(息)大类基础课,包含数、理、电、信息的基础,如微积分、线性代数、大学物理、电路与模拟技术、计算机基础等;
二是专业基础课,包含自动控制理论、控制工程、传感与检测、嵌入式系统、计算机控制系统等;
三是专业拓展课,包含机器人、工业通信网络、电气控制技术、人工智能与大数据、机器学习、物联网技术等。(浙江大学)
国内院校排名?
第一梯队
清华大学、哈尔滨工业大学、浙江大学、北京航空航天大学、北京理工大学、东北大学、上海交通大学、国防科技大学、哈尔滨工程大学、东南大学、山东大学、华中科技大学、中南大学、西安交通大学、广东工业大学、火箭军工程大学
第二梯队
北京工业大学、北京科技大学、北京化工大学、天津大学、大连理工大学、同济大学、华东理工大学、南京航空航天大学、南京理工大学、江南大学、杭州电子科技大学、中国科学技术大学、华南理工大学、西北工业大学、西安理工大学、西安电子科技大学、南开大学、华北电力大学、吉林大学、燕山大学、东华大学、上海大学、江苏大学、浙江工业大学、山东科技大学、武汉科技大学、湖南大学、重庆大学、电子科技大学、海军工程大学、海军航空大学、空军工程大学、北京交通大学、北京邮电大学、河北工业大学、大连海事大学、中国矿业大学、中国计量大学、合肥工业大学、厦门大学、华东交通大学、河南科技大学、武汉大学、西南交通大学、重庆邮电大学、兰州理工大学、中国石油大学、中国人民解放军战略支援部队信息工程大学
第三梯队
北方工业大学、天津工业大学、中国民航大学、天津理工大学、山西大学、辽宁石油化工大学、辽宁工业大学、东北电力大学、哈尔滨理工大学、上海理工大学、南京工业大学、南京邮电大学、安徽大学、安徽工程大学、郑州大学、中国地质大学、武汉理工大学、西南科技大学、北京建筑大学、辽宁科技大学、大连工业大学、渤海大学、长春工业大学、南京大学、江苏科技大学、河海大学、青岛科技大学、济南大学、曲阜师范大学、河南理工大学、四川大学、西安工程大学、青岛大学、北京工商大学、天津职业技术师范大学、太原科技大学、太原理工大学、沈阳航空航天大学、沈阳化工大学、长春理工大学、黑龙江大学、南通大学、浙江理工大学、中国海洋大学、山东建筑大学、湖南科技大学、深圳大学、昆明理工大学、西安工业大学、陕西科技大学、北京信息科技大学等开设该专业的相关院校
就业前景怎样?
由于自动化专业所学知识量大,与其他学科交叉甚多,几乎所有专业都能与自动化挂钩,而且它与现代化工业、农业、国防、民生息息相关。因此,就业面广,未来的发展空间较大,学生转行、转专业也相对容易,如电子工程、计算机、通信领域都是自动化专业发展的方向。
(1)研发方向,进企业
自动化专业就业领域主要包括技术研发公司、科研院所、设计单位、通信系统、钢铁企业、工矿企业、铁道、化工、航空、海关、税务、工商、外贸、大专院校及政府和科技部门等。随着自动化产品不断普及,智能楼宇和智能家居的应用,智能交通的不断发展,社会对这一专业人才的需求将会不断增加,就业前景更为广阔,选择方向也会更多。
自动化是一个比较好找工作的专业,只要不过分挑剔,就业一般不成问题。由于该行业的待遇往往与实际经验紧密联系,所以刚入行的本科工资一般不会高。几年以后,本科生获评为中级工程师或高级工程师,待遇会有很大的提升。该专业主要依靠技术吃饭的,实际操作能力很重要,因此学生在校时要打牢基础,毕业后抓紧时间在实践中多学技术,争取到更广阔的发展平台和发挥空间。
自动化专业的毕业生特别是研究生的就业方向广阔,能从事系统分析与设计、自动化设备研制、自动化技术服务、大数据挖掘与应用、机器人研发、电子工程、信息技术应用等方面的工作,就业领域非常宽广。典型的就业单位有中国航天科技集团公司、中国电子科技集团公司、中国商用飞机有限责任公司、中国石油化工集团公司、宝钢集团有限公司、华为技术有限公司、阿里巴巴集团、腾讯、国家电网、中国南方电网、中国移动通信集团公司、美国通用电气公司、瑞典ABB集团公司、法国液化空气集团、德国拜耳公司、荷兰皇家飞利浦公司等国家战略单位与世界著名企业。
(2)科研方向,以及大学任教
以浙江大学为例,自动化专业每年有80%左右的毕业生选择出国(境)或在国内高校继续攻读研究生,国内读研的学校包括浙江大学、清华大学、北京大学、上海交通大学、中国科学院自动化研究所等。出国(境)深造的学校包括哈佛大学、麻省理工学院(MIT)、斯坦福大学、剑桥大学、帝国理工学院、哥伦比亚大学、加州大学洛杉矶分校(UCLA)、宾夕法尼亚大学、卡内基梅隆大学(CMU)、佐治亚理工学院、多伦多大学、阿尔伯塔大学、东京大学等国际著名高校。
参考资料:
第四轮全国高校学科评估、第五轮全国高校学科评估(部分)
阳光高考网
2022年高校专业详解与选择指南
知乎:自动化专业简单介绍
知乎:自动化是不是很坑的专业?
清华大学、浙江大学官网
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