教授带你“逛“专业

专业名称:自动化(控制)

专业导游:控制科学与工程学系王慧教授


 

Q1:自动化(控制)专业的学习(研究)对象是什么?

自动化是人类发展的必然趋势。自动化技术发展的目的,就是为各行各业解放劳动力、提高生产效率从而推动社会进步。自动化技术体现了人类的高超智慧和驾驭世界的能力。从宏观上来说,自动化是连接实体世界和信息世界的桥梁和纽带;从功能上来看,自动化就是利用“机器”自动完成预定任务的过程。

自动化涉及的传统领域包括工业、交通运输、航空航天、国防军工、农业等,随着互联网和物联网技术的快速发展,自动化技术已经被应用到金融、管理、医学、环保等与日常生活密切相关的各行各业。自动化技术与智能化技术一起已成为推动社会发展的重要驱动力量。

自动化的控制对象可大可小:从日常生活中的智能家电、智能家居,到机器人、无人机;从一个城市的供水和供电网络、交通物流系统,到轻工、制药、石油化工等各种生产过程;从高铁、无人驾驶汽车,到卫星、火箭、空天飞行器等;从现代化农业、生物医学检测,甚至到一个国家的人口控制、经济控制问题等,不胜枚举。

要圆满地完成某一特定的自动化任务,大致包括以下几个过程:①了解并熟悉被控制对象的特性;②了解并熟悉自动控制的任务和要达到的预期目标;③设计并部署包括感知与检测、分析与控制、执行与驱动等功能的自动控制系统;④研究并实施以质量、效率等为目标的“最优”控制方法和措施,推动各领域生产、生活的发展和进步。

Q2:自动化(控制)专业本科核心课程有哪些?

自动化(控制)是一个典型的学科综合与交叉的专业,自动化未来的发展趋势就是将信息化和工业化深度融合,通过控制、信息、网络、协同、优化、智能,为物质文明创造新价值。具体来说,就是针对物理实体空间(工业、能源、交通、环境、航空航天、国防、海洋、农业等)的问题,运用信息虚拟空间(计算机软硬件、信息、网络、算法、模型等)的先进技术和方法,解决物理对象的传、测、控、稳、准、快、变、优难题。

根据自动化人才的培养目标,本科的核心课程大致分为三类:一是工(科)信(息)大类基础课,包含数、理、电、信息的基础,如微积分或数学分析、大学物理、电路、模拟与数字电子技术、计算机基础等;二是专业基础课,包含自动控制理论、微机原理与接口技术、传感技术和过程检测系统、过程工程原理、数值计算方法等;三是专业及专业的拓展课,包含控制工程、机器人、工业通信网络、计算机控制、运筹学、人工智能、机器学习、物联网技术等。

Q3:学自动化(控制)专业的学生需要具备什么特质?

自动化是个具有横断学科特点、综合性较强的专业。希望选择这个专业的学生具有如下特质(或培养如下特质)。

第一,喜欢创新,有活跃而不因循守旧的思维,充满好奇心。因为自动化又被称为是“懒人”的哲学,只要客观物理世界存在的对象不能按照人们的想法优化运行时,学自动化专业的就会想方设法地通过设计自动控制系统去改变。

第二,喜欢“玩”,具有较强的动脑与动手能力。因为推动自动化发展的动力来自应用的需求,自动控制的对象是客观世界,我们研究出的自动控制理论与设计的自动控制系统最终是希望真正用于实际,这就需要转化成相关的硬件和软件实现。

第三,具备团队协作精神。因为随着自动化系统设计与实施的规模与难度的增加,仅凭个人能力常常难以完成,需要团队的分工与合作。

第四,有较扎实的数理与电学基础。自动化(控制)的研究领域特别宽,只有数理基础扎实的人,才有可能在未来适应性更强,飞得更高走得更远。

Q4:在自动化(控制)专业学习过程中,有可能遇到的困难是什么?

自动化(控制)专业的学生将来的选择方向很多、研究领域广阔,可能会让少部分同学在知识宽度和深度的平衡方面、对研究方向的选择方面感到迷茫。这是一种成长中的正常现象,通过专业知识的学习,通过师长、学长的帮助与自己的独立思考,绝大多数同学都能将学到的专业知识用于规划人生,找到最适合自己的能控能观的最优轨道。

此外,自动化(控制)专业对学生的数理基础、电学基础有较高的要求,同学们在把理论转化为实际应用方面可能会碰到一些暂时的困难,要求同学们在认真学习数理基础知识和电学等应用知识的同时,重视实验实践课程、第二课堂,积极参加大学生科研训练计划、创新计划、学科竞赛等。自动化(控制)专业已经给同学们搭建了很多、很好的类似的平台,同学们克服这个困难的过渡过程并不长。

Q5:社会上是否存在对自动化(控制)专业的理解误区?

国外部分名校的自动化(控制)专业分布在电气工程、计算机、机械工程、化学工程等不同的院系。从表面上看,同学们在出国深造时可能会没有完全对应的专业,但这也正是自动化(控制)专业的特点和优势。

自动化(控制)专业在本科阶段并没有针对特定的行业背景来培养学生,采用的是重通识、厚基础、宽口径的培养模式。通过四年的本科学习,学生对自动化的各类应用对象都有所了解,可以更清楚地规划自己将来的发展方向。本科毕业后可以很方便地进入电气、计算机、机械、化工、能源、经济、管理等领域工作或继续深造,就业面很广。近年来,浙江大学自动化(控制)本科毕业生的综合深造率为80%左右,其中出国深造率近40%

四年的积淀,可以让自动化(控制)专业的学生在拥有工程知识的前提下,既具备软硬件开发技术,又有系统集成能力,最为可贵的是能将反馈控制与系统优化的思维方式带到工作与学习中,这将利于他们一生的发展。

Q6:现实中有哪些问题需要通过自动化(控制)专业的人才来解决?

现实世界中的自动化技术无处不在,对社会发展与科技进步起到了引领和驱动作用。自动化(控制)专业的学习培养了学生反馈控制与系统优化的概念,使他们能够以全面综合的视角看问题,预测事物将来的发展,尽可能地采取控制措施使系统达到最优运行。可以说,社会各行各业都存在大量的自动化问题,都需要大量的自动化(控制)专业人才。

Q7:自动化(控制)专业的毕业生,主要面向哪些行业就业?

自动化(控制)专业的毕业生特别是研究生的就业方向广阔,能从事系统分析与设计、自动化设备研制、自动化技术服务、大数据挖掘与应用、机器人研发、信息技术应用等方面的工作,就业领域非常宽广。典型的就业单位有中国航天科技集团公司、中国电子科技集团公司、中国商用飞机有限责任公司、中国石油化工集团公司、宝钢集团有限公司、华为技术有限公司、百度网络科技公司、中国移动通信集团公司、美国通用电气公司、瑞典ABB集团公司、法国液化空气集团、德国拜耳公司、荷兰皇家飞利浦公司等国家战略单位与世界著名企业。

自动化(控制)专业每年有80%左右的毕业生选择出国或在国内高校继续攻读研究生,国内读研的学校包括浙江大学、清华大学、北京大学、上海交通大学、中国科学院自动化研究所等。出国深造的学校包括哈佛大学、麻省理工学院(MIT)、斯坦福大学、剑桥大学、帝国理工学院、哥伦比亚大学、加州大学洛杉矶分校(UCLA)、宾夕法尼亚大学、卡内基梅隆大学(CMU)、佐治亚理工学院、多伦多大学、阿尔伯塔大学、东京大学等国际著名高校。

Q8:自动化(控制)专业有哪些知名校友?

专业开设近60年来,自动化(控制)培养了5000余名基础扎实、知识面广、适应能力强的自动化方面高级专门人才,涌现了许多杰出校友,有院士、教授、企业总裁、总工程师、政府高级官员等,他们在多个领域为国家、社会做出了重要贡献。例如,中国工程院院士孙优贤,中央军委装备发展部副部长张育林,东风汽车公司董事长、党委书记竺延风等。

 

自动化(控制)最吸引我的——

  

我觉得自动化学科最打动我的地方就是:它一方面帮你打下严谨扎实的工科基础,塑造你的思维方式,让你以工程思维去思考问题、解决问题;另一方面带给你一种可应用到任何领域的控制思想,其中尤以反馈思想为精髓,让你可以踏在巨人的肩膀上,追寻自己想要探索的一切,并且在学科碰撞中收获到属于自己的意外惊喜。就好比我如今选择的量化投资道路,可以将自动化思想应用到千变万化的股票市场当中,实现工程和人的有机结合,开辟出专属于自动化学子的道路。

——2012级本科生 班旭东(竺可桢奖学金获得者)

 

学院开设的数学建模、系统工程等课程,为数模竞赛提供了解题突破的思路;实验室一流的设备配置,比如ZJUDance小仿人机器人实验室中的3D打印机等,为我们提供了非常良好的科研平台和设备支持。控制人更是一笔宝贵的财富,在ZJUDancer小仿人机器人实验室中,学长学姐非常愿意分享他们考虑问题时的思路,也经常在组会后为新人进行单独的培训,这对于能力的提高有很大的帮助。在控制的这几年,我从老师、学长学姐和同学的身上学到了太多的东西,身边的人每时每刻都在帮助你、激励你去进步,感谢学院,让我在追求卓越的道路上勇往直前。

——2012级本科生赵天啸

 

从刚开始什么都不会的“小白”到现在能画板子、焊电路、改程序、拧螺丝的“技工”,我相信这仅仅是ZJUNlict小型组带给我的一部分。从一开始进入机器人实验室到后来参加机器人世界杯(RoboCup),学长学姐带着我将一批零件、几块电路板组装到一台可控的机器人,老师指导我克服任务中遇到的困难,而在比赛时,各个队伍相互的交流启发了我。在控制的两年,我渐渐体会到我的科研、工作变得可观可控,控制的思想也在无形中融入了我的生活。

——2012级本科生李雅纯

 

还记得,每个周四下午,专程从玉泉跑到紫金港,只为了收集同学们对课程的意见和建议的教学科老师;还记得,午餐沙龙上,对每个同学的提问进行详细解答和指导的学院领导;还记得,每一场交流会上,真诚分享自己的求学故事的专业课老师。控制是包容的,我们可以自由表达想法;控制是进步的,会因学生们的建议而进行课改。控制对每一个学生的真心相待和包容理解是控制学院最吸引我的特质。

——2013级本科生李林哲

 

获取控制学院相关信息的渠道一应俱全,这里不再赘述。仅记录下几件我于此求学六年间的小事,望读者能一窥控院风采。大二时做SRTP,进展缓慢,诸多想法今之度之甚是可笑,王慧教授却耐心倾听,循循善诱,鼓励我大胆尝试。大三时自控原理考试成绩与预期不符,邮件问询吴俊教授,他懂我的那份在意,一丝不苟解释。硕士期间师从侯迪波教授,他引导我直面问题并追求极致,研二某段时间我饱受失眠困扰,他倾听我的焦虑,从科研、生活等方面同我规划,助我恢复满满元气。有师如此,我复何求?有院如此,相信每个人都能在此遇见更好的自己。

             ——2011级本科生 2015级硕士生 王可心(全国挑战杯特等奖)

 

控制,正如其英文control所代表的那样,是人类对世间诸多事务和过程希望达到掌握的期盼。而控制专业带给我的最深刻感受就是包罗万象,在控制专业学习到的知识和思想,无论是在社会经济系统、流程工业系统、离散制造业系统以及其他更多的领域中都有着重要的作用。始于感知、精于计算、巧于决策、勤于控制、善于学习,在各个领域的应用之中,多元性和多样性正是控制专业带给我的体验,而控制理论和思想则更有利于我们深化对世界的理解。具体而言,在控制学院,正因为这样的多元性和多样性,同学们都可以找到自己感兴趣的方向进行深入的探究和学习,从理论到传感,从运动到系统,整个控制系统反馈思想将这些零零散散的宝石串接起来,形成珍奇靓丽的项链,进一步助推我们技术和社会的进步。

            ——2015级本科生展祥皓(浙江大学十佳大学生)

 

作为一个本科专业,控制学院的自动化专业重基础、广涉猎、宽口径、多方向,具有着许多其他本科专业无法比拟的优点。它既能够为我们打下坚实的数理基础,培养良好的工程素养,更重要的是,控制广泛的学习能够在本科阶段就大大拓展我们的眼界,并且培养起我们以系统的眼光和视角去思考和解决问题的习惯。控制的对象不一而足,但控制的思想是想通的。而这也正给每一名控制学子提供了无限的可能性。正如我博士阶段将研究的Operation Management领域,正是控制在本科阶段为我打下的基础,才能让我将工程思维、技能与商业问题相结合,在决策分析领域施展拳脚。开环探索,闭环成长,感谢控制,让我知行能控,学养能观。

                ——2014级本科生王荐越

控制学院为同学们提供了一流的实验环境和学习平台,更以包容开放态度的引领同学们积极向上、勇往直前。大三时,抱着对机器人的好奇与求知心,我加入了小型机器人足球队ZJUNLict。在学长学姐的带领下,我从只会简单的焊接,到逐步学习了电路板设计、焊接、调试的全套功夫。在全队同学的努力下,我们设计制作了一辆辆性能更优的小机器人,并有机会在机器人世界杯RoboCup的赛场上与来自世界各地的队伍交流切磋。在控制学院的这四年里,我收获的不仅是专业能力,更是对兴趣坚持付出的信念和态度。

                    ——2014级本科生     黄利

初识控制是在大一时学院安排的实验室参观的时候,让我对这个词有了初步的理解。从最接近我们生活的水质监测的仪表所开始的数据化到工控所的机械腿部机器的自动化再到智控所的乒乓球机器人悟空的智能化,控制来源于我们生活的角角落落而又应用于我们生活的方方面面。作为双一流的学科,控制最吸引我的还在于其对于学科专业知识的知行合一和对于学生兴趣发展的统筹兼顾,在控制这个大家庭,你不仅可以在机器人、过程控制等国家重点实验室实现自己的科研梦,还可以在艺术、志愿者等方面实现自己的价值。感谢控制既教给了我一流的专业知识,又教会了我一流的生活态度。

                       —— 2015级本科生  俞鼎柯