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自动化之路:在曲折中感受魅力

2023-01-03秦子奇

求学·理科版 2022年12期
关键词:大学专业

秦子奇

本文主角:自动化

专业分类:自动化类

本专业适合:具有较强的动手能力和逻辑思维能力,肯吃苦耐劳、耐心细致,数理基础较好,对计算机编程、机械、模型组装等感兴趣的同学

选科参考:2022、2023年新高考,必选物理,极少数院校要求再选化学;2024年新高考,必选物理和化学;2023年老高考,仅招理科考生

一切,尽在“掌控”

自动化听起来是一个非常抽象的概念,但其实它早已被应用于我们生活的方方面面。在众多工科专业中,自动化不像计算机科学与技术、软件工程、人工智能那样自带光环,也不像数学、物理、化学等基础学科那样能够一肩挑起自然科学的大旗,但自动化仍然有其特殊的魅力。

当我们每一次调控空调温度,调节风扇风力,滑动手机……都相当于在参与一次控制决策,这背后都离不开自动化控制。举一个现实的例子,当我们洗澡想调节合适的水温时,假设我们的目标温度是42度,常温水温是30度,如果我们一秒调节一次,一次只调节5度,那么就是30度、35度、40度、45度、40度、45度……我们永远无法达到42度。当然我们不会这样调整,我们肯定会在接近42度时减小每次的调节幅度,那可能就是30度、35度、39度、41度、42度……这样我们就可以精确接近目标温度,或者一开始我们会调节得很快,比如一秒调节两次,而当接近目标温度时再减慢调节速度,这样我们就快速地完成了一次水温控制,自动化所做的就是利用数学算法代替人类去实现对不同目标的控制,从而让我们的生活更加高效、智能、便捷。

自动化专业与电气工程及其自动化专业、机械设计制造及其自动化专业同属于工学门类,所学内容都与“控制”有关。但这三个专业却分属于不同的学院和专业类,因为其实现控制的手段和对象是不一样的。电气工程及其自动化专业主要应用于强电,研究的是如电网里的高压低频环境;机械设计制造及其自动化专业是依靠机械结构实现自动化控制,如汽车的变速箱、蒸汽机离心调速器等;而自动化专业则更倾向于弱电环境以及控制理论的研究,旨在利用现代信息技术配合相应的控制算法实现对不同物体的控制,如无人机、无人车、智能工厂、人工智能等的控制,具有控(制)管(理)结合,强(电)弱(电)并重,软(件)硬(件)兼施的特点。

可能,有点儿费头发

假如要对大学的众多专业做一个难易度排名,我相信自动化专业一定当仁不让地名列前茅。以我就读的天津大学为例,除了基础的数学、物理学、电学外,还开设有自动控制原理、现代控制理论、C++、微机原理、单片机原理及其应用、数字图像处理、模式识别、机器人学导论等课程。因此,大四前我的学习时间是非常紧凑的,填满了上不完的课、考不完的试,以及做不完的实验与课设。

想要成为一名合格的自动化学子,除了需要具备良好的数学、物理学、电学功底,掌握并理解控制理论,还要能够在实践中运用自如,而做到这些绝非易事。总结来说,用“悟”这个字相当贴切。

回想起初入自动化专业的一到两年时间里,有过迷茫,也常常会陷入自我怀疑:不知道自己学的专业要干什么,能干什么。因为学的都是理论知识,各种数学、物理学、电学、编程语言,等等,对自动化的专业概念还很模糊,甚至即使学完了专业课《自动控制原理》时还有种云里雾里的感觉。原来我觉得,大一的C++,大二的电磁场和自动控制原理,大三的电力电子技术,都是磨人的小妖精。考试时,那些砖头重的教材书上晦涩难懂的概念术语,老师讲义上抽象难明的实验公式,以及实际操作时一团乱麻的各种线路,总是弄得我晕头转向,常常通宵复盘到天明!但回过头来看,这些路都是必须要走的,是在为今后的学习打基础。

当真正入门,摸清门道后,你会感受到自动化专业的魅力所在。包括我在内,身边许多同学都是在大三开始飞速进步。记得当第一次调通程序代码,当看到自己的机器人小车正常运行时;当看到控制曲线在自己的操控下最终收敛时;当看到杂乱的线路在自己手中变得有序而畅通无阻时;当看到自己所学的软硬件知识组合在一起发挥效用时……就如同屠龙少年练成了武功秘籍,这是一种豁然开朗的感觉,有种皇天不负有心人的满满成就感。待到掌握了基本的专业知识,就有机会去接触实际操作项目了,这时,你才能真正体验到控制算法在实际工作中的各种应用。

前途,充满光明

对自动化专业而言,继续深造是很有必要的,本科阶段可以说是刚刚“入门”,想要在某一方向深耕需要碩士甚至博士阶段的努力。就考研来说,自动化专业的一级学科为控制科学与工程,其下设控制理论与控制工程、模式识别与智能系统等五个二级学科,属于工科中较为热门的专业,竞争相当激烈。就出国而言,自动化专业对外语的要求不高,但由于国内外专业划分的差异,国外并没有单独的自动化或控制类学科,而是包含在计算机、电气或者机械等专业大类之内,在申请前需多加了解。

随着自动化技术的广泛应用与“中国制造2025”等一系列国家战略的逐步推进,自动化在越来越多的领域中发挥着自己的作用,这为自动化学子提供了广阔的就业空间。从科研人员到运维工程师,从国家公务员到外企员工,从电脑程序员到销售经理,都有自动化学子的身影。总的来说,自动化专业的就业方向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、外贸等的科技部门。比如,智能楼宇和智能家居的设计与应用、智能交通的发展、自动化驾驶系统的普及,都需要自动化技术的支撑和助力,各行各业对于自动化人才的争夺也将愈演愈烈。

学习,不可操之过急

选择自动化专业或许意味着你的大学生涯会被各种实验、理论、代码填满,比如,你可能要在实验室通宵调车;在假期用几个月的时间撰写论文,被那些“难啃”的知识折磨;也可能为了找出代码中的bug而大把大把掉头发……但无论你选择什么专业,要想把它学懂弄精,都必须苦心钻研、潜心探索,工科学习尤为如此。选择自动化,它会给予你一个广阔的舞台,锤炼你的坚毅与勇敢,锻炼你的耐心与谨慎,帮助你将想法付诸实现,化为万千产品流入社会的各个领域。

自动化的学习之路是充满曲折和磨砺的,有很多同学直到大四也没“悟”出其中的门道,只能草草地给自己的学业生涯画上了句号。我也曾非常迷茫,有过自我怀疑,想过放弃,但好在最后都坚持下来,并从中获得快乐。我想对未来的自动化学子们说,专业学习不能心急,不可盲目求快,不要怕犯错,找到自己的学习节奏,结合自己兴趣选择适合自己的课程与方向,并坚持下去;要敢于直面自己的错误,基于错误寻找问题,百折不挠……通向真理之门的路就在你的脚下。

院校推荐

天津大学

双一流/ 985

始建于1895年10月2日,前身为北洋大学,是中国第一所现代大学,开中国近代高等教育之先河。1959年,被中共中央指定为国家首批重点大学,是“211工程”“985工程”首批重点建设的大学,入选国家“双一流”建设高校。该校的自动化专业与英国、德国、法国、加拿大、日本、中国港澳台地区等的30余所高校建有交换生项目。专业所在的自动化学院学生近两年继续深造的比例逐年上升,在选择签约工作的学生当中,有超70%的本科生和研究生进入国家电网、中国建筑等大型企业和科研设计单位。

南京理工大学

双一流/ 211

学校由创建于1953年的新中国军工科技最高学府——中国人民解放军军事工程学院(简称“哈军工”)分建而成,是隶属于工业和信息化部的全国重点大学,是国家首批“211工程”重点建设高校。该校自动化专业历史悠久、师资力量雄厚、教学条件优越,是江苏省品牌专业、国家级特色专业建设点。拥有国家级和省级精品课程、国家级优秀双语教学课程、省级自动化实践教学示范中心、大学生创新实践活动基地。在“挑战杯”课外学术科技作品竞赛、工业自动化挑战赛、智能汽车竞赛、中国机器人大赛、电子设计竞赛等多项全国性大学生科技竞赛中屢创佳绩,共获得特等、一等和二等奖五十余项,并连年获得省级优秀毕业设计团队奖。

广东工业大学

广东工业大学是一所以工为主、工理经管文法艺结合、多科性协调发展的省属重点大学、广东省高水平大学重点建设高校。该校自动化专业2011年入选教育部“卓越工程师教育培养计划”建设专业,2011年获批“控制科学与工程”一级学科博士点,2012年获批广东省攀峰重点学科,2016年,通过中国工程教育专业认证。2017年,在全国第四轮学科评估中,该专业所属的“控制科学与工程” 学科,在全国同类学科中排位前10%,2019年,自动化专业入选国家一流专业建设点。

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