【写在前面】
经过这一波人工智能的热潮,自动化的热度和知名度算是增强了,对于什么是自动化专业这个问题,大家应该或多或少都有自己的看法,然而,在萌新们选择自动化专业,进入大学阶段的学习后,常常会问这个东西
大家都说好,但怎么学呢?
这篇文章就来说一下。
【正文】
一、大学一年级
大一这一年安排的课程很多,和专业相关的可以分为
自动化导论、数学课、计算机语言、外语、大学物理。
自动化导论:
这门课一上来可能觉得无所谓,但从专业性质来说,这门课反而比一些专业课重要的多,所要解决的问题有两个,也是大一或者前期的
关键问题
:
1、自动化专业干什么的。2、我以后打算干什么(模糊点也行)
按照之前的分类,主要是
智能硬件方向,计算机软件方向,工业控制方向,运筹与系统工程方向
,其中选择纯计算机软件方向,也就是互联网应用方向的同学,在大一上学期的主要任务是争取转专业,因为绝大部分的自动化专业还是以硬件为主,以开发实体产品为目的。下文也是基于带点硬件的系统开发而设计的。
当然如果做用到实体上的机器学习技术,比如机器人的视觉这块的话,属于智能硬件。此时只需要有个
模糊认识
就行,因为具体方向确定还是要到上手学才知道。
数学课
弄清楚了自动化导论,无论选择哪个方向,都要学习的就是
数学课
,按照一般的划分也就是高等数学、线性代数、概率论与数理统计。首先要控制一个东西,必须要知道它的性质,一般性质都是用数学公式表示的,数学这些课就是用来处理这些公式的。
为了方便补充和打牢基础,给出这些数学课与后续课程的
关系如图
:
我们从小就学数学,到了大学仍然需要数学,对于这门课程的学习方法相信都有很多认识,要利用好大学MOOC和优秀的电子教材(比如最近比较热门的清华大学采用的线性代数教材)资源,同时也要多加练习。
计算机语言
一般来说,自动化专业本科大一安排的课程以数学课为主,也有不少院校开设了计算机课程,掌握一门计算机语言是大一的另外一个任务,以C和MATLAB为主。另外也可以通过报名参加数学建模大赛来锻炼MATLAB应用能力。
英语
英语的作用不必多说,四六级是基本要求。
大学物理
因为力学高中基本学过,这门课重点掌握电磁学部分新增内容,以后的电机学、检测技术会用到。
经过大学一年级的学习,应该具有的是一定的数学基础、C语言和MATLAB的基本使用,英语达到四级水平,对自动化专业和自己的意向职业有一个大概认识。
二、大学二年级
大二这一年安排的课程,和专业相关的可以分为
电路类、单片机及PLC类,重点锻炼基本的开发能力。
1、电路类
进入大学的第二年,就要与电打交道了,一开始就是电路类,包括
电路、模电、数电。
知乎上有许多这三科怎么学的答案,可以参考。电子技术是自动化的重要工具和实现手段,也是选择做硬件与工业方向需要下功夫的科目。
2、单片机及PLC类
单片机作为大学接触到的第一种控制器,是将自动化从书本的抽象概念变成自己生活中触手可及事物的一种媒介。种类很多,可以先从51入手,到STM32。重点掌握
控制命令,管脚功能,通信协议。
掌握程度应该是能独立设计出基于单片机的一些小功能的开发。在这个阶段里,可以提前学习一些传感器原理和数据处理和PCB板的画法。
经过大二这一年的学习后,应该具备的是
能独立设计具有一个简单功能的单片机系统(非毕业设计那种)的原理图、PCB板图、并制作实物。同时英语水平接近或达到六级。
为了达到这个目标,需要充分借助实验室或者学校社团的条件,在课余时间不断练习,掌握程度较好的可以参加
电子设计大赛
等。即使是以后打算从事运筹的同学,也需要了解一些,因为这个的主要目的是
拥有一个可以简单理解的工程模型,对日后的控制相关理论学习有较大帮助。
选择工业控制的同学此时也可以学习基本的PLC开发相关。
三、大学三年级
古人说实践出真知,相信经过大二一年的电子开发锻炼,在设计和制作过程遇到了很多困难,比如很多功能实现的并不理想,复杂功能不知道怎么实现。大三或者说自动化专业的核心就是
解决这些问题。
大三这一年安排的课程,和专业相关的可以分为
控制理论
、
具体控制技术
1、控制理论
包括
经典控制和现代控制
,这门课是自动化本科的灵魂,是无数前人经验的总结,也是许多院校的考研课程,学习这门课时需要注意与自己的经验结合来看,把课本的知识运用到实际例子和自己的开发中,重点放在
频域部分
和后面的
状态空间
。
2、具体控制
过程控制、运动控制(电机学一部分)
,
计算机控制
与计算机语言课程相关,主要的目的在于控制理论推导的算法怎么转换成程序的问题。
检测技术
主要学习一些传感器的知识,这几门课是实现复杂功能的基础,此时就可以在大二的简单实物上加入优化和延伸,处理一些略微复杂的问题。
到了大三往深处走,方向的作用出现了,在大一大二的基础学习过程中觉得自己哪方面特长就走哪方面,毕竟人不是万能的,学习也有取舍和自学加深的过程,比如
搞硬件
就要继续大二的探索,不断练习,不断提高难度,结合大三课程,自己钻研。
选择控制理论
的同学,大三就要重点掌握控制理论尤其是现代控制理论的推导,,也要记着一些电子开发经验,利用大二做的成品和数学方法反复推敲理解控制理论。
选择工业控制
的同学要重点突破PLC工具和电机,
大三下学期面临着考研,如果有锻炼能力想法的同学,又打算考研,可以安排在大三上学期。
大三的学习要求就因人而异了,总体上说应该具有
某个领域的基本理解和应用能力。
四、大学四年级
一般按照考研的复习流程,大四上学期应该属于强化和冲刺阶段,在自动化本科学习里大学第四个年头,也是属于强化阶段,为工作或深造做准备,当然出国深造的同学要提前准备一下。