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自动化之路:在曲折中感受魅力

2024-06-14

求学·理科版 2024年12期
关键词:学子调控专业

本文主角:自动化专业

讲述人:秦子奇

适合人群: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

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,自动化专业不像计算机科学与技术、软件工程、人工智能等专业那样自带光环,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,但自动化专业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,滑动手机屏幕……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,当我们洗澡想调控到合适的水温时,假设我们的目标温度是42℃,常温水温是30℃,如果我们1秒调节1次,1次只调节5℃,那么就是30℃、35℃、40℃、45℃……我们永远无法调控到42℃。当然我们不会这样调整,我们肯定会在接近42℃时减小每次的调控幅度,那可能就是30℃、35℃、39℃、41℃、42℃……这样我们就可以精确接近目标温度,或者一开始我们会调控得很快,比如1秒调控2次,当接近目标温度时再减慢调控速度,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3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、电学课程外,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,还要能够在实践中将这些知识运用自如,而做到这些绝非易事。总结来说,用“悟”这个字相当贴切。

回想起学习自动化专业的前两年时间里,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、编程语言知识,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学习时还有种云里雾里的感觉。原先我觉得,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。记得第一次调通程序代码,看到自己的机器人小车正常运行时;看到控制曲线在自己的操控下最终收敛时;看到杂乱的线路在自己手中变得有序而畅通无阻时;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,那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后,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硕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5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、铁路系统、钢铁企业、工矿企业、化工企业等的科技部门。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;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。选择自动化专业,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。

自动化专业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,但好在最后都坚持了下来,并从中获得快乐。我想对未来的自动化学子说,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,结合自己的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……通响真理之门的路就在你的脚下。

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