自动化学科讲座
纵观国内外自动化领域的研究、发展和应用, 我国学者已在一些方面,特别是理论研究上, 处于国际领先的地位或国际水平,但整体态势 还是处于跟踪或落后的情形,不容乐观。
在理论上,近年来我们较少提出引起国际自 动化领域关注并积极跟踪的概念和方法,对国 际上的热点领域仍有“一窝蜂”跟进的现象。
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国内发展中的问题与国际先进水平的比较
通过计算、通信和控制等相关技术的相 互协作,实现信息世界和物理世界的深 度融合,实现大型系统的实时感知、动 态控制和信息服务。
CPS强调的信息世界和物理世界的深度融合,尽量减少 了人的参与,它可以自动的收集需要的信息,并传递 给控制中心进行分析处理,再根据所作的决策,指挥 传感器终端,做出响应,从而对物理环境进行改变。
物联网
物联网是新一代信息技术的重要组成部 分。物联网的英文名称叫“The Internet of things”。顾名思义,物联网就是“物 物相连的互联网”。这有两层意思:第 一,物联网的核心和基础仍然是互联网 ,是在互联网基础上的延伸和扩展的网 络;第二,其用户端延伸和扩展到了任 何物体与物体之间,进行信息交换和通 信。因此,
大的障碍。基于此,数字内容自动理解正在成为近
期国内外模式识别方向的主要研究热点之一
数据挖掘和机器学习,也相应地得到了大力的
发展并取得许多重要进展。此外,近3年来国内外在
生物特征识别、医学影像识别、数字医学、疾 病信息学、生物信息学、情报与安全信息学等
领域也都取得了重要进展。
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国内发展中的问题与国际先进水平的比较
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国内外发展状况概述
网络化使被控对象与控制系统本身的复杂性获得 实质性的扩展,进而从根本上突破了控制的原有功 能与应用范围,显现出正在从传统工程领域向一般 复杂社会政治经济问题拓展的趋势。这方面的突出 例子有:从单纯的过程控制拓展到包括调度、资源 分配、质量控制等;智能空间中的控制、传感、通 信、计算融为一体;网上群体行为的动态分析、预 估、反馈和通过“软”控制方法施加社会影响等。
公共安全应急决策方法、技术及其应用发展研究
信息服务发展研究
智能交通系统发展研究
导航技术发展研究
飞行控制发展研究
精确制导技术发展研究
检测技术发展研究
动态系统的故障诊断技术发展研究
社会计算发展研究
浮控制发展研究
中国高速铁路列车运行控制系统发展研究
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自动化学科发展综述
经过半个多世纪的发展,以控制理论与工程为 主线的自动化领域已成为保障和促进现代社会发 展和生产力提高的核心科学技术之一。
自动化程度已成为衡量一个国家发展水平和现 代化程度的重要标志。
近年来,随着网络技术的普及和智能科学的深 化,自动化系统所涉及的不确定性、多样性和复 杂性等急速提高,既给自动化带来了巨大的挑战, 也使这一领域获得了前所未有的发展机遇。
在系统集成技术上,我们缺乏长期的规划指导和充足 的资金,出现许多低层次、低水平、重复性的工作, 很难形成具有实效的自主产权的系统化核心技术。
在重大基础自动化装备上,国外产品仍占主导。而且, 我国自动化产业的规模远远小于发达国家的水平。尽 管如此,我国在集散控制系统(DCS)和数字机床控 制系统研发和应用方面上的成功,为在自动化系统和 装备上的进一步突破提供了宝贵的经验
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当前研究中的几个热点问题
无线传感器网络 无线传感器网络是大量的静止或移动的传感器以自
组织和多跳的方式构成的无线网络,其目的是协作地 感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内感知对 象的监测信息,并报告给用户。传感器网络实现了数 据采集、处理和传输的三种功能,而这正对应着现代 信息技术的三大基础技术,即传感器技术、计算机技 术和通信技术。 (1)自组织:传感器网络系统的节点具有自动组网的功能 ,节点间能够相互通信协调工作。 (2)多跳路由:节点受通信距离、功率控制或节能的限制 ,当节点无法与网关直接通信时,需要由其他节点转 发完成数据的传输,因此网络数据传输路由是多跳的 。
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国内外发展状况概述
自2005年以来的近3年来,国内外自动化领域发展最 为强劲的方向之一当推网络化控制系统(Networked Control Systems)。控制领域的国内外主要期刊都 相继推出网络化控制系统专刊。
与之相关,对各类智能合作控制策略与技术的研究, 从群体智能(Swarm Intelligence)到基于代理的 智能控制方法,也已成为受到广泛关注的热点课题。
自动化学科讲座
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与自动化专业相关的主要研究方向
控制理论发展研究 智能控制发展研究 智能机器人发展研究 控制应用发展研究 多智能体与网络控制发展研究 模式识别发展研究 生物信息学 机器学习与数据挖掘发展研究 脑一机接口发展研究 分子影像关键科学技术及应用发展研究 工业过程建模发展研究
生产优化调度理论与方法发展研究
车联网,是指装载在车辆上的电子标签 通过无线射频等识别技术,实现在信息 网络平台上对所有车辆的属性信息和静 、动态信息进行提取和有效利用,并根 据不同的功能需求对所有车辆的运行状 态进行有效的监管和提供综合服务。
CPS(信息物理系统,Cyber Physics System)
信息物理融合系统,简称CPS,是一个包 含了精确计算、网络以及动态物理环境 的复杂系统。
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国内外发展状况概述
此外,自动化理论与技术已在智能交通、现代服务 系统、电子商务和社会态势分析等非传统控制领域内 得到了切实和有效的应用。
国际上,拟人智能机器人技术在日常生活和娱乐 中的应用得到了实质性的突破。以机器人足球赛和美 国无人驾驶车大挑战(Grand Challenge)为代表的 新兴机器人比赛和智能车挑战赛既大大拉近了公众与 自动控制和智能技术的距离,也大大促进了自动化学 科对公众的影响力。
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国内外发展状况概述
随着美国无人驾驶飞机在实战中的成功应用,近年 来各国相继兴起了对无人飞机和空中机器人的研发。
国际上,对脑认知、脑计算、神经交互、脑机交互 等认知科学的研究正方兴未艾,并已经取得许多成就。 在国内,对脑际交互的研究也取得了若干重要的进展。
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国内外发展状况概述
人类已进入了一个信息时代。极其丰富的信息使得 “信息超载”成为信息搜索和内容有效利用的一个很