自動控制究竟有多大用處?
就電氣傳動或者電力電子學而言,自動控制理論在這方面的應用究竟有多少呢?
除去器件對系統的性能的影響,系統的控制策略對其性能的影響也是不可忽視的,從交流傳動的發展可以看出。
在電氣傳動和電力電子領域,除經典控制理論外,現代控制理論,模糊控制,自適應控制,神經網路等智能控制理論也有很多用武之地。比如在討論多電平PWM變流器的中點平衡時常能看到運用模糊控制處理的文獻。再比如解決矢量控制的電流模型和電壓模型過度依賴實際參數的問題時,會引入自適應控制的理論。又比如在處理風力發電變流器並聯時的零序環流問題,常能看到通過調整SVPWM零矢量的觸發時間和次序來解決,而如何控制零矢量的時間和次序又要涉及到控制理論。
這樣的例子還有很多,這說明控制理論仍舊還有很大的用處。但是為什麼這麼多人對自動控制這個專業持保留意見呢? 先進的控制理論難道只能在學術上用於發文章,實際工程中用不著么?但上述我說的幾個問題都是實際工程中不可避免的,難道通過傳統的PID就能很好解決么?
是不是由於現在的硬體無法實現太先進的控制理論,所以會有人覺得控制理論虛無縹緲?那麼現在的硬體,比如微處理器究竟能承實施怎樣的控制策略?
覺得學控制工程不妥的人會說,國內的實際控制工程大部分都是靠PID整定,學這麼深幹嘛。這是否偷換了概念?的確在傳統工控領域,大部分的控制工程是PID整定的。但在其他領域中,比如高精度的伺服系統,工業機器人(如視覺系統中運用了許多概率的模型,我不是很了解),只靠傳統的PID能設計出高性能的系統嗎?會不會因為國內自動化的水平還不高,所以人們覺得先進的自動控制理論沒什麼運用價值?國外的情況是什麼樣呢?
許多人覺得學自動化無用,那麼問題在於控制工程本身,還是國內控制工程的教學上呢?身邊學習自動化的本科同學,聽他們說他們學的最多,用的最多的是單片機還有一些嵌入式的東西 。的確嵌入式技術在許多行業都會用到。但要是沒有實際工程背景知識作支撐,那麼單片機玩得再好也不能深入解決某個具體問題,所以會有人說自動化是萬金油專業。我覺得有人說自動化不好,錯不在於自動控制理論怎麼玄乎,而是國內的自動化的本科教學有問題。理論的確都教了,但控制理論本身對數學要求高,很多人學了一隻半解,學生們除了湊PID就看不到控制理論在其他方面的具體應用,而且學的最拿手的只剩下單片機這類嵌入式了,所以會催生出自動化萬金油不好,自動控制理論虛無縹緲這樣的說法。
本人現在是電氣工程大三的學生,平時喜歡研究搗鼓一些電氣傳動領域的發展動向,也 喜歡研究點小問題。在學習過程中發現控制理論在許多關鍵的地方都有應用,所以研究生想深入學習控制理論在電氣傳動領域的運用。但看到許多人對自動控制不怎麼看好,於是想到了上述這麼多問題,希望前輩和有經驗人士能夠答疑解惑。。
謝邀。題主問了很多,我根據我的理解說一些吧。
我不是搞電力電子的,對於這個方向的很前沿不敢很確定。但是我知道電力電子領域是離不開「控制」這個學科的。各種的電子電子變流逆變器件,從控制系統的角度來考慮都是把一個輸入變成自己想要的輸出。轉換效率,時間,穩態性能,帶寬,這都是需要考慮的。
PID確實簡單好用,但是如果對系統有高性能的要求,或者系統的非線性很強,PID很多時候就變成了一個碰運氣的事情。按照我的理解,這時候大概有三種方法:(1)對系統以及系統的擾動的模型進行深入了解,精確辨識系統,在此基準上設計滿足性能的控制器。(2)使用模型預測控制。使用高性能的計算設備,對系統的下一步動作進行預測,根據代價函數,不停地算出當前最優的控制輸出。在以前模型預測控制只適用於變化速度比較慢的過程,比如化工的過程式控制制,那是因為當時計算機的速度相對慢,成本高,現在則不同了,對於一個帶寬幾k,幾十k的系統,使用模型預測控制使用dsp,fpga,或者高性能的單片機都是有可能的。IEEE工業電子協會的IEEE Industrial Electronics Magazine去年就有個專題,就是討論模型預測控制在電力電子系統里的應用前景。(3)抓住系統主要特性,其未知特性劃定在一個範圍內,針對其未知特性設計魯棒控制器或者自適應控制器來抵消其未知特性。我這裡有個大牛教授,就是因為其對電子電子系統中的控制技術做的貢獻成為了IEEE的fellow。
目前學術上前沿的控制理論大多數確實沒有用。好的,能對工業做出貢獻的paper很少。發控制理論的paper,和發控制工程的paper不在一個地方。控制理論著名期刊大概有IEEE Trans.Automatic Control, Automatica, Control System Letters, IEEE Trans. On Cyberntics, Man and Systems, Asian Journal of Control, IET Control Theory and Applications. 控制工程的大多散落在其各個應用背景裡面,比如機電控制的IEEE Trans. On Mechtronics,電力電子的 IEEE Trans. On Power Electronics。複雜的控制理論不好用,工程師們為啥不用?很簡單,就是因為tmd壓根兒看不懂。。曾經讀一個paper是對一個非線性執行器的控制,它裡面構造的李雅普諾夫函數有雙曲正切函數,穩定性證明看不懂。再看後面的控制律,要求全狀態反饋,有了全狀態反饋,我tm還用你這個破爛控制律幹什麼,直接線性化就好了。再看後面,沒有試驗,只有模擬,典型的一篇披著控制工程的灌水文。
至於知乎上對自動化專業的抱怨,比如說什麼駁雜不精之類的,我覺得首先本科教育就是個寬口徑的通才教育,計算機專業編程技能課也沒幾門,也就C++,JAVA,最多還有.NET之類的三四門,其他的也都是計算機網路,編譯原理操作系統這些,有的也開單片機;通信專業除了核心的通信原理,高頻通信電路自動化沒有,其他的可以去看看跟自動化重疊的有多少。自己學不到東西,怪罪
自己專業不好,那是最現成的方案了。
單片機是自動化的一個非常有效的實現的工具。控制理論是解決問題的一種思路。它們不是一回事。你有能解決問題的思路是一回事,你能不能把你的思路編程現實是另一回事。
其實有很多工程上的東西是相同的,當年我曾是自動化系的另類,大一的時候拜了一個數學系的師兄,一個計算機系的師兄當師傅,跟他們學Java, .NET的東西,做了很多純軟體的東西。自動化系的師兄們都在搞單片機,模擬電路等等。我寫了半年.NET之後,學單片機補了一些介面電路的東西很容易就上手了。再到了後來讀了phd,牽扯的理論和模擬多了,寫個百十來行的matlab腳本真是輕鬆加愉快呀。
另外,控制系統在我們生活中無處不在,你電腦上的電源,iphone里的陀螺儀,汽車發動機的自動啟停,噴油器,自動變速箱,大家意識不到而已SUCCESS STORIES FOR CONTROL
轉自:The Impact of Control Technology 2nd Ed.
Auto-tuners for PID Controllers – K.J. ?str?m and T. H?gglund
Control in Mobile Phones – B. Bernhardsson
Nonlinear Multivariable Flight Control – J. Bosworth and D. Enns
Advanced Control of Pharmaceutical Crystallization – R. Braatz
Autopilot for Small Unmanned Aerial Vehicles – E. Capello, G. Guglieri, F. Quagliotti, and R. Tempo
Controlling Energy Capture from Wind – F. D"Amato
Mobile-Robot-Enabled Smart Warehouses – R. D』Andrea
Trip Optimizer for Railroads – D. Eldredge and P. Houpt
Control in Stroke Rehabilitation – T. Exell, C. Freeman, K. Meadmore, A. Hughes, E. Hallewell, E. Rogers, and J. Burridge
Advanced Control for the Cement Industry – E. Gallestey and M. Stalder
Dynamics and Control for Deep-Sea Marine Risers – S. Ge, Y. Choo, B. How, and W. He
Active Safety Control for Automobiles – L. Glielmo
Advanced Energy Solutions for Power Plants – V. Havlena
Optimal Ship-Unloading Solutions – R. Haymoz and M. Agarwal
Automotive Engine-Based Traction Control – D. Hrovat and M. Fodor
Automated Manual Transmissions – L. Iannelli
Ethylene Plantwide Control and Optimization – J. Lu and R. Nath
Digital Printing Control: Print Shop in a Box – L. Mestha and A. Gil
Verification of Control System Software – D. Monniaux and A. Miné
Coordinated Ramp Metering for Freeways – M. Papageorgiou and I. Papamichail
Advanced Zinc Coating Control in Galvanizing Lines – T. Parisini, R. Ferrari, and F. Cuzzola
Digital Fly-by-Wire Technology – C. Philippe
H-infinity Control for European Telecommunication Satellites – C. Philippe
Road Grade Estimation for Advanced Driver Assistance Systems – P. Sahlholm and K. Johansson
Controller Performance Monitoring – S. Shah, M. Nohr, and R. Patwardhan
Control for Formula One! – M. Smith
Advanced Control Design for Automotive Powertrains – G. Stewart
Control of NASA"s Space Launch System – T.S. VanZwieten
Robust Adaptive Control for the Joint Direct Attack Munition – K. Wise and E. Lavretsky
Improved Audio Reproduction with Control Theory – Y. Yamamoto
這是第一版:The Impact of Control Technology
我本科是清華機械學院的,現在在密大作控制。很多人學控制從pid開始,然後到極點配置,然後到優化控制,lqr,然後mpc,然後根據領域不同,有很多其他的理論。關於控制有什麼用,我想說控制理論要學很久才能真正理解他到底有什麼用。如果你停留在pid的程度,你會覺得控制就是調參數;學了極點配置之後,你起碼對穩定性有了理解;學了lqr之後你對怎麼處理擾動,怎麼track reference有了理解;學了mpc之後,你就會怎麼處理約束;學了robust和adaptive時候,你懂uncertainty怎麼處理;而現在的control研究已經進展到與傳統control完全不同的程度。比如機器人這種十幾個自由度的非線性系統如何穩定,如何讓他穩定地走路,比如一個系統的可控域和winning set可以直接算出來,比如給一個spec,我們可以直接synthesis出來一個symbolic的控制器等等。總而言之國內本科對control的學習完全是入門,現在的control研究很火,正是飛速發展的時候。如果你對自己數學有信心,學control是個很好的選擇
本碩都是電氣工程的說一下。題主應該是山大的電氣本科生吧。
電力電子和電機控制這個方向如果脫離控制理論,感覺就是個高級技工,和淘寶上賣開關電源的沒啥區別。
可以多看看TPE,TIA或者TIE上作者單位是ABB,Rockwell,Siemens,Ford Motor等大企業的引用率高的文章,再就是電力電子學術界大牛的文章和經典書。隨便舉個你感興趣的,
Small-Signal z-Domain Analysis of Digitally Controlled Converters
Comparison of Latch-Based and Switch-Based, Sampled-Data,Three-Phase, PWM, Voltage-Source Inverter Models for Dynamic Analysis
Pulse Width Modulation For Power Converters Principles and Practice
現在的電力電子和電機控制除了一部分高頻用模擬電路控制實現以外,很多都用是數字控制器實現的。另一方面實際系統的各個環節如何用控制理論建模,到目前為止仍有許多還在研究中。然而國內的老師們總是喜歡直接搞大躍進,各種生搬硬套的灌水,可教科書還是陳伯時那本電拖。國內工控做的好的企業其實這塊也是硬傷,更多的是犧牲很多帶寬來提高穩定性,所以這方面的人才其實是很缺的。
遠景能源的吹逼廣告:遠景智能風機將先進的智能控制技術和知識,轉換成複雜的控制代碼。遠景智能風機的控制代碼行數,是普通風機的20倍以上。智能風機控制系統是遠景智能風機超越傳統風機的關鍵。
還有羅永浩在鎚子發布會上說他們的攝像頭對焦調參問題
PID夠不夠用,取決於期望的性能。再者,PID在工業應用中,早已不是教科書上的PID。
PID Control in the Third Millennium : lessons learned and new approaches
一個只會盲湊PID的工程師頂多算個高級技工。
自動化的人大多轉行去做了碼農,真正研究控制的反倒是很多傳統工科行業,比如電氣工程,機械工程,核工程等等。
電力電子,電機控制,電力系統控制都需要很紮實的控制基礎。比如電力電子典型拓撲的建模,可以看到線性系統理論,數字控制理論的應用;電機控制里,解耦控制,磁鏈觀測器設計等;電力系統控制中,電力系統非線性控制,非線性魯棒控制,暫態分析中的半張量積等。
自動控制的應用是十分廣泛的。
我來舉個例子吧:
我們設想有一座玻璃熔窯(有幸,我和玻璃熔窯有過接觸),它的有效工作區域有籃球場這麼大。玻璃熔窯的原料是添加了配料的海沙,燃料是重油。溫度要控制在1530度,為此需要有十幾根熱電偶來測量;玻璃液流出的量與原料投入量之間要有液位控制關係;玻璃液中的氣泡必須排出,按牛頓公式氣泡的上升速率與窯壓有關,因此需要控制煙道閘門開度;玻璃液的顏色控制與窯爐內氣氛有關,一般為弱氧化氣氛,為此需要用氧化鋯儀來分析氣氛並通過通入助燃空氣來調節;重油很粘稠,需要用蒸汽來加熱,並且要有一定的壓力;重油噴槍的驅動是靠壓縮空氣來實現的,對壓縮空氣也需要有相應的壓力控制和流量控制。
一般地,重油壓力、溫度和流量採用PID控制,熔窯溫度、液面、氣氛等參數,就需要用自動控制原理來綜合控制。
這樣一套系統中,有負責工藝的工程人員,有負責儀器儀錶和自動控制的工程人員,當然也有負責電氣設備和機械設備的工程技術人員。這些人員相互之間基本上是獨立的,沒有太多的關係,只有負責儀器儀錶和自動控制的工程人員卻是各方面的統一者。
但問題是:負責儀器儀錶和自動控制的人員未必懂工藝,於是真正的操盤者是工藝工程人員。由此可知,實行測控的計算機系統才是工藝與自控的真正結合點。
說了這麼多,題主的問題其實已經很明確了:
如果認為自動控制無用,是錯誤的。但在一座工廠內,自動控制其實是配角,要想變成主角,只有熟悉了工藝以後,才能真正地成為企業的技術管理者。
至於什麼單片機之類,可想而知,在這裡最多只涉及到若干儀器儀錶而已,不可能成為主體技術;同理,用於控制各種電機的變頻器以及其它PID測控裝置,雖然它們很重要,但它們的管理者也不能成為主體技術。
明白了這個道理後,我們很容易就知道結論:
現代工業需要的是具有綜合能力的工程人員,而不是在某方面的技術專家。
因此,對於學生而言,在就學期間,一定要博覽群書,知識越多就越好。非本專業的知識並不一定就一定要學得很深入,但要知道,並用文字記錄下來。將來一旦用到,馬上就能根據記錄查閱資料,經過深入學習,把它運用到實際工作中來。
當然,上面這段話真的是說起來容易做起來難。我本人也是如此,進入工作崗位後,雖然我讀的是自控,但不得不自學了物化、玻璃工藝學、機械設計原理等課程,對電力電子也需要加深,對計算機測控技術和PLC測控技術也不得不繼續加深,這樣才能遊刃有餘地獨當一面。
其實,許多知識只有在實際運用時才能快速學習和掌握的。例如機械設計原理和PLC,我都是自己繪製圖紙,自己做機加工,自己寫程序,自己安裝調試,在工程中學習的。如此一來,學到的知識終生難忘。
換句話說,離開校園後的繼續教育和自學,是最最重要的。我們不可能僅僅依靠學校教我們的這些知識就能打遍天下。
所以,題主這個問題的解答其實很簡單:
我們需要有綜合的知識,才能應對現代工業的挑戰。
僅僅依靠自動控制的若干知識點,是遠遠不夠的。要在實踐中繼續學習多種知識,充實自己的業務能力,這才是最重要的。
要培養自己的動手能力和綜合知識,並能成功地運用到實際工作中,這才是絕對真理。
謝邀。
自動化是一個很大的領域,我是搞過程式控制制的。簡單的談談我的心得。
過程式控制制面對的是很多對象,籠統的分可以分為測點和執行機構,測點是執行機構的動作依據。我們控制人員,主要關心的是測點與執行機構、執行機構之間的聯繫,通常情況下,他們之間的聯繫是非常簡單的,最常見的是「過程值到限值—啟動設備,過程值回到回位值—停設備」這類方式。
當然,還有稍微複雜一些的控制迴路,比如需要將過程值穩定在某個限值附近,這時我們才會使用PID控制策略。單純用PID調節達不到精度的, 我們會建立數學模型,引入多個變數來模擬擾動。因為在過程式控制制中一切擾動都是能找到原因的,所以我們可以通過觀察、提煉模型來找到那個根本原因,從而提高控制精度。
所以,我個人的感覺是:工程師和學者走上了不同的提高精度之路。工程師走的路是學者們走不了的,而學者們走的路,也只有部分特殊行業的工程師會踏足。
謝邀,說一點我的了解。
從本科、碩士到博士一直讀自動控制專業。同學學長除了在學校或科研院所的之外,仍在工業界從事控制相關的已經不多。不少人畢業不久就轉到計算機,通信等相近行業,甚至是跨度更大的其他行業。其中不乏一些讀博期間研究做得很好的師兄,當然他們在新的行業也都做得很好。
我是為數不多還在控制方向的幾個人之一,目前在研發部門做高精度伺服控制。具體設計中需要大量用到魯棒控制(如Mu synthesis),也涉及到一些自適應控制和非線性控制的演算法。現在的微處理器性能已經很強了,對控制性能的要求決定了需要用什麼樣的控制策略。若干年前我們的產品用PID控制器就可以,但是現在單純依靠PID已經很難滿足性能指標了。
最後,我覺得控制專業的需求的確不是太多,就業面偏窄。
謝邀!自控偏理,偏基礎研究,所以對於工程的實際應用意義並不大,當然說PID夠用的人呢,可能除了PID之外真接觸不到什麼了。當然並不是每個設備都需要用什麼狀態空間、或者玄乎玄乎的李亞普諾夫穩定性判據去分析的,畢竟大多數情況前人都幫你分析了嘛。但比如如果你要穩定一個飛機的姿態,或者我以前在寶馬博物館裡看到的,一個擺動桿上讓一個小球維持動平衡,沒有那些控制理論和數學建模方法是沒法搞定和優化的。
PS:交流牽引的向量控制是狀態空間分析的一個應用,對於此類正弦系統PID很難完全搞定。謝謝邀請,我本來要去做自動控制相關的行業的,機緣巧合做數據挖掘了。 題主或許是對別人眼裡的理論的實用性有疑問。
簡而言之,沒有自動控制那些所謂沒用的理論,我們今天會餓死很多人,沒有衛星,gps,沒辦法準確的預測天氣,糧食減產,連啤酒都釀不好(這可是世界性難題)。
覺得某一個理論沒有用,有可能它的確沒有用,但就工程領域而言,大部分情況只是寶劍未到開刃時。
……
更新一下,我現在在國企,因為今年剛畢業,必須實習,現在每天在車間搬磚。
以上的回答真是←_←我也不知道我還做不做數據挖掘了。
老三論(SCI):系統論、控制論、資訊理論,系統科學的三大基礎理論,重要性不言而喻,身為學渣,講理論會被人譏笑的,咱們就聊聊自動化工程吧。
15年前,教我們微機原理的計算機科學系的老師說,計科系的都是給你們自動化專業打工的,那個年代還是單片機的黃金年代,控制領域缺會寫代碼的碼農。
10年河東,10年河西,現在學自動化的都轉行去寫代碼了。
現在的工業自動化,更多關注宏觀的流程式控制制,具體設備的微觀控制,大部分都由專業的設備廠商來實現了,尤其是複雜裝置的控制,比如大型的壓縮機、泵、罐、爐等,整體交付給專業廠家進行設計、集成、安裝、調試,這類複雜設備都有自己獨立的子控制系統,絕大部分的PID控制,設備就幫你幹了。
最後,所有設備節點的數據都匯入SCADA系統,由它來負責整體生產流程的實時監控。
流程式控制制越來越簡單了,儀錶和設備越來越複雜,這就是現在工業控制的一大特點和趨勢!我本科,碩士和博士分別讀自動化,軟體工程和電力電子與電力傳動。感覺自動化是練內功,軟體和電力電子是應用。電力電子通過dq變換,得到直流的線性系統,採用控制理論的能控,能觀和穩定性對系統進行分析(靜態和動態分析)。分析完之後,根據動態和靜態性能需要採用pi,滑模,模糊等線性或非線性控制方法。
只想說一點。很多先進的控制理論看起來沒用,是因為你不知道它產生的過程而已。實際上,現在的魯棒控制,自適應控制等等都是在解決實際問題的時候提煉而出的。只是等你學的時候,就只有那些數學公式了。工作了的還覺得沒用,那是因為你的控制對象不需要這麼先進的控制理論,但並不代表別處也沒有用。
總而言之,我感覺控制這們學科是易學難精,想要理論和實踐結合,需要的知識深度和廣度都不是一星半點的。先不說各種journal,conference,單看看兩個magazine吧:
IEEE Control Systems Magazine
IEEE Xplore: Control Systems, IEEE
IEEE Xplore: Robotics Automation Magazine, IEEE
其實,如果有興趣研究這些理論,尤其是想知道實際設計中,控制理論是怎麼用的,尤其是在嵌入式系統中是怎麼用的。。我推薦你看一下,TI(德州儀器)公司的TMS320F2812/28335系列DSP晶元的一個叫DMC(數字電機控制)的SDK軟體包的C源代碼和實現,你就知道是啥玩意了。。。。
讀書的時候知道太晚,沒時間研究了,可惜
如果不純粹的搞學術,可以學一門語言,知道控制演算法是怎麼離散化的,又是怎麼通過計算機語言編程實現的。計算機編程和控制理論相結合,是一門很實用的技術。
這麼說吧。製造業是一個民族、一個國家的脊樑。製造業現在從某種意義上已經分化為三個部分,傳統機械製造業、機電自動化行業、智能製造業。不管是那一部分都脫離不了兩部分:電機(硬體)和控制(策略、方法)。所以你的問題,我給的的答案就這些啦。
講真!這個世界萬事萬物都有聯繫,出現發生髮展繁榮消退衰亡消失,這或許是萬物的真理?!嗯,世界是物質的,精神受物質影響制約,人的精神也會超越物質,但是實現卻無法超越。所以,你要問精神未實現算什麼?在我看來,那也是人類長河中基於當前物質所做出的正常的精神產物,人類的思想和精神以及文化,從本質上說,是精神上的物質。
不懂?那簡單說,知識和物質化的書算物質么,指導思想和物質化的操作說明書算物質么,詩和歌曲算物質么?(?? . ??)寶寶懵逼了,十臉懵逼。
(? ??_??)?其實以上說的東東會讓人感覺身心愉悅,多巴胺作祟,你說算物質么?!
用處很大,但是不需要招那麼多人來學。
因此,自動化專業坑了很多人。
以下僅適於冶金行業(鋼廠)軋鋼自動化。
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謝謝邀請,我了解自動控制在工業的閉環控制中就是用pid,甚至只是pi,因為如果d用不好的話效果並不好,會用的不多。
工控都是用plc,編程語言就是梯形圖,做順控還不錯,但演算法沒法做。
可以用語句表,類似pascal,也不太友好,連for循環都實現不了,只能用loop(不能控制循環次數,只能在循環內做判斷,再強制跳轉跳出循環)。if else也沒有,只能用強制跳轉(類似goto)實現,也沒有switch case,也是用一種類似的東西實現,但用的很羅嗦。而且不支持數組下標動態訪問,即數組下標只能是固定好的常量而不能用變數,想動態訪問只能用指針,當然不是C里的那種指針,整個工程里只給兩個指針變數,是預定義的,名字都定好了不能改。由於這些原因,語句表編出來的程序外人幾乎無法維護,想像一下滿屏都是goto跳來跳去,兩個指針變數指來指去。也沒法做太複雜的演算法。
還有一種標準plc編程語言,類似高級語言但是語法也蠻怪的,用的人不多。
當然一般plc都自帶封裝好的通用演算法塊,比如pid,但也只有pid而已,再複雜的沒有了。
有的高端plc(成本至少一輛合資SUV)可以支持C語言文件,用plc廠商提供的工具編譯成針對這種plc的庫文件,放到plc程序里調用。要實現複雜點的演算法,只能用這種辦法。但plc又不給C語言塊的調試環境,對錯與否只能另找C的環境自行測試。
Control Theory是有用的,但自動化這個專業是失敗的。
這個問題很難簡單的回答,就象自動化這個專業本身的特性一樣。自動控制涵蓋的數學定義太多,多到一個本科根本學不到和專業領域相關的深度知識,只能了解一個概論。想學習自動控制的內容,一定要讀研究生,如果要深入了解控制理論和優化控制方法,就要給自己選好一個博士方向繼續研究。
雖然說所有工業領域都要涉及到自動化,但這個說法給自己造成了一個前提,所談到的對象必須是有"被自動化"的需求的。所以這種有限制性的說法其實不準確。自動控制其實必須從它的基礎專業談起,也就是電機工程 Electrical Engineering。學習了EE,才可以了解各個電子元器件的特性,才能為今後更好的理解控制迴路中的元件做準備。因為一個電容充電放電所做的功就是自動控制過程,一個彈簧發生形變的做功也是自動控制過程。
既然自動化領域這麼複雜,涵蓋的東西這麼多,沒有人可以詳細了解每一個分支,又怎麼會沒用呢。欠缺的往往是從EE開始的基礎部分,又缺乏中段的融會貫通,高端看不到,所以容易造成覺得沒用的困惑。
自動控制又往往會在後期分化為兩個方向,一個是以數學研究為方向的控制理論,一個是以"自動化的"過程為方向的工業控制。前一個方向大部分情況下是純研究方向 (Research)。後一個方向大部分情況下是工業領域 (Engineering)。也有例外,比如汽車行業里的制動系統,重型卡車或電力機車的動力系統(包括磁懸浮列車),微電子領域裡的晶元製造,還有機器人感官識別,這些是兩個方向結合的,所以這些領域裡很常見博士讀完之後出來在企業里做研究項目。
純研究方向還請懂得自己在談什麼的專家來講。
工業領域,比如工廠,參見Patrick Zhang的回答,就不重複了。
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