自动化科学技术的产生与发展过程

自动化科学技术的产生与发展过程 自动化科学技术的产生与发展过程 摘 要 自动化科学与技术在人类的生活中普遍存在，是实现四个现代化的重要条件和显著标志之一。近二十年来，自动化发展极为迅速。其理论方法、工具和应用技术都有新的飞跃，并从以经典控制理论为基础、自动调节器为核心的自动调节系统阶段发展到以现代控制理论为基础、电子计算机为核心的最优控制系统阶段。本文将对自动化科学技术的产生与发展进行探讨和研究。 关键词 自动化 科学技术 产生 发展 自动化科学技术可以将人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣的工作环境中解放出来，能扩展人的器官功能，极大地提高劳动生产率。因此，自动化科学技术是工业、农业、国防和科技现代化的重要条件和显著标志。 自20世纪40年代以来，自动化技术的应用日益广泛，并已渗透到社会生产的众多领域，几乎遍布了生活中的每个角落，对人类社会的发展起着至关重要的作用。自动化技术极大的提高生产和工作效率，减轻劳动强度、改善劳动条件。可以说，自动化技术是当前社会发展和进步的重要动力，也是衡量一个国家科学技术和经济发展水平的重要标志。 一、自动化的概念 （一）自动控制 自动控制是指机器设备或系统在无人直接参与下，能自动地按照预定的要求和既定程序运行，完成任务，并实现预期的目标。其特征是在信息检测、信息处理、分析判断和操纵控制的整个过程，都是由自动化装置完成的。 （二）自动化 狭义的自动化是指由一个或多个自动控制系统所构成的、没有人直接干预的生产过程。而广义的自动化则是指在人类的生产、生活和管理的一切过程中，通过采用一定的技术装置和策略，仅用较少的人工干预甚至做到没有人工干预，就能使系统达到预期目标的过程，从而减轻了人的体力和脑力劳动，有效地提高了工作效率果。 二、自动化科学技术的发展 自动化技术广泛用于工业、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把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，而且能扩展、放大人的功能和创新的功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。因此自动化是一个国家或社会现代化水平的重要标志。 自动化是一个涉及学科较多、运用广泛的综合性科学技术，归属于控制科学与工程的范畴。作为科学技术的重要组成部分，自动化技术也经历了从无到有，从落后到先进的不断发展的过程，它的发展是穿插在科学技术的发展过程中。自动化技术的发展经历了四个历史时期： （一）自动装置的出现和运用（18世纪以前） 古代人类在长期的生产和活动中，为了减轻自己的劳动力，逐渐利用自然界的动力（风力、火力等）代替人力、畜力，以及用自动装置代替人的部分繁难的脑力活动和对自然界动力的控制。中国古代能工巧匠发明许多原始的自动装置，例如，公元前14世纪出现的自动计时装置刻漏；东汉年间出现的指南车，漏水转浑天仪，候风地动仪；宋代出现的铜壶滴漏，计里鼓车，水运仪象台等。 （二）自动化技术形成时期（18世纪末至20世纪30年代） 公元1788年英国机械师J.瓦特发明离心式调速器，并把它与蒸气机的阀门连接起来，构成蒸气机转速的闭环自动调速系统，这项发明对第一次工业革命和控制理论后来的发展有重要影响，它标志着自动化技术基本形成。 （三）局部自动化时期（20世纪4050年代） 第二次世界大战期间，为了防空火力控制系统和飞机自动导航系统等军事技术问题，各国科学家设计出各种精密的自动调节装置，开创了防空火力系统和控制这一新的科学领域。正如在前面所提到的第三次科学技术革命所述：第一台计算机的诞生和控制论的横空出世，自动化技术在此期间形成了经典控制理论，且局部自动化得到了广泛的运用。 （四）综合自动化时期（20世纪50年代末起始至今） 复杂工业、复杂工业过程和航天技术的自动控制问题，都是多变量控制系统的分析和综合问题，迫切需要加以解决。以前的经典控制理论的运用遇到了困难，20世纪70年代微处理器的出现对实现各种复杂的控制任务起了重大的推动作用。从70年代发展至今，逐渐形成了现代控制理论，且迅速形成了多个重要分支：系统辨识、自适应控制、遥控、综合自动化、大系统理论的诞生、模式识别、智能控制等。 三、自动化技术在工业领域的发展前景 目前我国自动化技术应用还比较落后自20世纪80年代实行改革开放以来，自动化技术在我国的应用已取得相当成绩，为我国国民经济建设和发展做出了很大的贡献。但是，与国际同行业相比，我国的自动化水平现时还处于比较稚嫩和脆弱时期，运用自动化技术改造传统产业基本上还处于起步阶段，工业化还处于发展的中期阶段，工业自动化水平与世界发达国家相比还存有较大差距。因此，国家提出了在本世纪头20年经济建设和改革的主要任务是基本实现工业化，大力推进信息化，并进一步提出信息化是我国加快实现工业化和现代化的必然。 参考文献： 【1】万百五.自动化（专业）概论M.武汉理工大学出版社. 【2】管晓宏，张毅.自动化学科专业的定位与发展M.清华大学出版社. 【3】王岳川. 一生要读的100件世界大事M.中国戏剧出版社. 【4】中国社会科学研究院研究室. 世界沧桑150年M.社会科学文献出版社. 【5】孙友 ，罗义.自动化专业发展前景分析J.湖北教育学院学报.