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数学分析:这是自动化专业的基础课程之一,主要涉及微积分、线性代数、概率论与数理统计等内容。数学分析为后续的控制理论、信号处理等课程提供了必要的数学工具。例如,在控制系统设计中,微分方程的求解和矩阵运算都是必不可少的。
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自动控制原理:这是自动化专业的核心课程,主要讲解控制系统的基本原理、分析方法和设计技术。内容包括经典控制理论(如PID控制、根轨迹法、频率响应法)和现代控制理论(如状态空间法、最优控制)。例如,在工业机器人控制中,如何通过PID控制器实现精确的位置控制是一个典型的应用案例。
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信号与系统:这门课程主要研究信号的表示、变换和处理,以及系统的分析与设计。内容包括连续时间信号与系统、离散时间信号与系统、傅里叶变换、拉普拉斯变换等。例如,在通信系统中,信号的调制与解调过程就是基于信号与系统的理论。
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计算机控制技术:这门课程主要介绍计算机在控制系统中的应用,包括数字控制器的设计、实时操作系统、工业网络通信等。例如,在现代工业自动化中,PLC(可编程逻辑控制器)和DCS(分布式控制系统)都是基于计算机控制技术的典型应用。
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电力电子技术:这门课程主要研究电力电子器件、变换电路及其在自动化系统中的应用。内容包括整流、逆变、斩波、变频等电力电子变换技术。例如,在电动汽车中,电力电子技术用于实现电池的充放电控制和电机的驱动。
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传感器与检测技术:这门课程主要介绍各种传感器的原理、特性及其在自动化系统中的应用。内容包括温度、压力、流量、位移等传感器的检测原理和方法。例如,在智能制造中,传感器用于实时监测生产过程中的各种参数,确保产品质量。
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嵌入式系统:这门课程主要研究嵌入式系统的硬件和软件设计,包括微控制器、嵌入式操作系统、驱动程序开发等。例如,在智能家居系统中,嵌入式系统用于控制家电设备的运行和数据采集。
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机器人学:这门课程主要研究机器人的运动学、动力学、控制算法及其应用。内容包括机器人路径规划、运动控制、传感器融合等。例如,在工业机器人中,如何通过运动学和动力学模型实现精确的轨迹跟踪是一个重要的研究方向。