電氣工程與自動化:中國普通高等院校工科類專業-中文百科頻道

專業簡介

培養要求

學生受到電工電子、信息控制及計算機技術方面的基本訓練，具有工業過程控制與分析，解決強弱電并舉的寬口徑專業的技術問題的能力。

本專業與自動化專業一起共建為國家級特色本科專業建設點，相關研究領域在國内具有重要影響力，就業渠道廣，以電氣工程領域為對象，注重計算機科學、控制理論和信息科學在電氣工程各領域中的應用，具有廣闊的發展前景。

培養目标

本專業培養的學生要具備電工技術、電子技術、控制理論、自動檢測與儀表、信息處理、系統工程、計算機技術與應用和網絡技術等較寬廣領域的工程技術基礎和一定的專業知識，能在運動控制、工業過程控制、電力電子技術、檢測與自動化儀表、電子與計算機技術、信息處理、管理與決策等領域從事系統分析、系統設計、系統運行、科技開發及研究等方面工作的高級工程技術人才。

主要課程

電路原理、電子技術基礎、計算機原理及應用、計算機軟件技術基礎、過程工程基礎、電機與電力拖動基礎、電力電子技術、自動控制理論、信号與系統分析、過程檢測及儀表、運籌學、計算機仿真、計算機網絡、過程控制、運動控制、系統辨識基礎、計算機控制系統、系統工程導論、複變函數與積分變換、自動化概論、嵌入式系統原理與設計。

就業方向

本專業設有電力電子技術與電力傳動、電機電器及其控制、電力系統自動化三個方向。培養具有電氣工程及控制工程領域較寬廣的專業基礎知識，能夠在電能變換與控制、電機電器及其控制、電力系統及其自動化、機電一體化、工業過程控制、電子與計算機應用等領域從事技術研究開發及其管理的高素質的高級工程技術人才。

畢業生可在航空、航天、民航、電力、通訊電子及其它各行業從事電氣工程及相關領域的技術開發、工程設計、系統運行、試驗分析、科學研究和經營管理等工作。

該專業畢業生近三年升學率保持在30%以上，就業率均在99%以上。2011年來主要就業單位有上海機電工程研究所、中國飛行試驗研究院、沈陽發動機設計研究所、宜興電力設計研究院、杭州伊博電源公司、南通富士通微電子股份有限公司、高露潔三笑有限公司、東風悅達起亞汽車公司、泰州LG電子冷機有限公司、阿爾法（江陰）瀝青有限公司、廣州本田汽車公司等。

主要從事與電氣工程有關的系統運行、自動控制、電力電子技術、信息處理、試驗分析、研制開發、經濟管理以及電子與計算機技術應用等領域的工作。

學科簡介

主幹學科

電氣工程、控制科學與工程、計算機科學與技術。

主要課程

機械制圖、高等數學、大學IT、大學物理、程序設計語言、信号與系統、現代電子技術、電機與電力拖動、電氣工程制圖、電力系統分析、電力系統繼電保護、工企業供電、模拟電子基礎、數字電子基礎、自動控制原理、微機原理、嵌入式操作系統及編程、單片機原理及應用、電氣與測量技術、計算機控制技術、計算機仿真、電路原理、電子技術基礎、計算機原理及應用、計算機軟件基礎、控制理論、電機與拖動、電力電子技術、信号分析與處理、電力拖動控制系統、工業過程控制與自動化儀表、等。高年級可根據社會需要設置柔性的專業方向模塊課及選修課。

實踐教學

包括電路與電子基礎實驗、電子工藝實習、金工實習、專業綜合實驗、計算機上機實踐、課程設計、生産實習、畢業設計。

主要實驗

運動控制實驗、自動控制實驗、計算機控制實驗、檢測儀表實驗、電力電子實驗等

培養目标

業務培養目标本專業培養在工業與電氣工程有關的運動控制、工業過程控制、電氣工程、電力電子技術、檢測與自動化儀表、電子與計算機技術等領域從事工程設計、系統分析、系統運行、研制開發、經濟管理等方面的高級工程技術人才。

修業年限

四年

培養要求

業務培養要求本專業學生主要學習電工技術、電子技術、自動控制理論、信息處理、計算機技術與應用等較寬廣領域的工程技術基礎和一定的專業知識。

1、大一大二（打基礎）

首先要了解：電類專業可分為強電和弱電兩個方向，具體為電力工程及其自動化（電力系統、工廠供變電等）專業屬強電，電氣工程及其自動化以強電為主弱電為輔，電子、通信、自動化專業以弱電為主。其他更進一步的細分要進入研究生階段才劃分。但無論強電還是弱電，基礎都是一樣的。

首先高數是要學好的，以後的信号處理、電磁場、電力系統、DSP等不同方向的專業課都用得着。

專業基礎課最重要的就是電路分析、模拟電路、數字電路。這3門課一定要學好。這3門課一般都是大一下學期到大三上學期開設，對大多數對電子知識還了解不多的同學來說，通常是學得一知半解，迷迷糊糊。所以，最好是在開課之前或是開課的同時讀一兩本通俗淺顯的綜合介紹電子知識的書籍，對書中的知識你不需要都懂，能有個大緻感覺就行。

對這這種入門讀物的選擇很重要，難了看不懂可能興趣就此喪失或備受打擊，反而事與願違。在此推薦一本《電子設計從零開始》（楊欣編著，清華大學出版社出版），該書比較系統全面地介紹了電子設計與制作的基礎知識，模電、數電、單片機、Multisim電路仿真軟件等都有涉及，一冊在手基本知識就差不多了，關鍵是淺顯易懂，有一定趣味性。另外科學出版社引進出版的一套小開本（32開）電子系列圖書也不錯，是日本人寫的，科學出版社翻譯出版，插圖較多，也較淺顯，不過這一系列分冊較多，内容分得較細。

除了看書，還要足夠重視動手實踐。電路、模電、數電這些課程進行的同時都會同時開設一些課程試驗，珍惜這個動手機會好好弄一弄，而不要把它當作一個任務應付了事。跟抄作業一樣，拷貝别人的試驗結果在高校中也是習以為常，特别是幾個人一個小組的實驗，那就是個别勤奮好學的在那折騰，其他人毫不用心地等着出結果。

我隻想說，自己動手努力得來的成果才是甜美的，那種成就感會讓你充實和滿足。遊手好閑的，到臨近畢業找工作或在單位試用時，心中那種巨大的惶恐會讓你悔不當初。這種教訓太多了，多少次我們都是蹉跎了歲月才回過頭來追悔莫及。除了實驗課好好準備好好做之外，許多學校都設有開放性實驗室，供學生平時課餘自覺來弄弄。珍惜這種資源和條件吧，工作後不會再有誰給你提供這種免費的午餐了。

當然有些學校沒有這麼好的條件，或缺少器件，那同學們就在電腦上模拟一把試驗平台吧，就是學好用好Multisim軟件。Multisim是一種電路仿真軟件，筆者上學時叫做EWB，後來随着版本更新，先後更名為Multisim2001、Multisim7、Multisim8。這個軟件可模拟搭建各種模拟電路和數字電路，并可觀測、分析電路仿真結果。大夥可以把模電、數電中學習的電路在這軟件裡面模拟一下，增加感性認識，實驗前後也可把試驗電路在軟件裡模拟，看跟實際試驗結果有多大差别。可以說，隻要你是學電的，這個小軟件就是你上學時必須掌握的，對你的學習助益很大。另一個必須掌握的軟件那就是protel了。

上學時，從小學期的綜合設計實驗到畢業設計，最後都會要求你用Protel繪出設計的電路原理圖和PCB版；工作後，Protel也是你必須掌握的基本技能，部分同學畢業後一兩年内的工作，可能就是單純地用這軟件畫闆子。Protel的版本也走過了Protel98、Protel99、Protel99SE、ProtelDXP、Protel2004的發展道路。Protel99SE、ProtelDXP、Protel2004這三個版本現在用得最多，許多學校教學或公司内工程師使用的都還是Protel99SE，當然若作為新的自學者直接從Protel2004學起似乎好一些。

綜上所叙，作為最基本的EDA（電子設計自動化）軟件，Multisim和Protel是所有電類學生在上學時必須掌握的。其他的如Pspice、Orcad、SYstemview、MATLAB、QuartusⅡ等等，需根據不同的專業方向選學，或是在進入研究生階段或工作後在重點學習使用。那Multisim和Protel好學麼？入門應該問題不大，讓師兄師姐指導指導，或是找一兩本入門書看一看就OK了。這裡推薦一本《電路設計與仿真——基于Multisim 8與Protel 2004》（也是楊欣編著，清華社出版），作為這兩款軟件的入門學習挺不錯的，關鍵是一本書包含了兩款軟件學習，對窮學生來說比較劃算，若是花錢買兩本書分别去學這兩個軟件，就不值了，因為Multisim的入門不是很難。另用Protel畫PCB電路闆學問挺大的，有必要多看一些技術文檔或是買一本高級應用類的圖書。

2、大三大四（學習專業課，嘗試應用）

進入大三，就涉及到專業課的學習了，本文隻讨論以應用為主的專業課，其他如《電力系統分析》、《電機學》、《自控原理》、《信号與處理》、《高電壓》、《電磁場》等等以理論和計算為主的專業課，咱就不多提了。當然這些課對你今後向研究型人才發展很重要，也都很讓人頭疼，要有建議也隻能說是努力學、好好學，懂多少是到少（不過别指望全都懂），以後工作或接着深造用得着時再回過頭來接着補接着學，那時有工作經驗或接觸多了有感性認識，可能學着就容易些了。

那以應用為主的專業課又有哪些呢？不同專業方向有不同的課程，很難面面俱到。這裡先簡單羅列一下，有微機原理與接口技術（也稱單片機）、開關電源設計、可編程邏輯器件（PLD）應用、可編程邏輯控制（PLC）應用、變頻器應用、通信電路、數字集成電路分析與設計、DSP、嵌入式等等。可能有同學要問：這麼多東西，大學階段要想都學好不容易吧？答案是不僅是不容易，而且是不可能。這些技術每一門展開來都是複雜的一套知識，可以說，你隻要精通其中一門，就可以到外邊找個不錯的工作了。

而且在大學階段，這些課程也不是都要學的，而是針對不同專業方向選修其中幾門（具體選哪幾門，多研究研究你們各自的專業培養方案，多請教老師），學的時候争取弄懂基本用法即可，真正的應用和深入是要到工作後的；當然你若很勤奮或有天賦，能熟練掌握某一門達到開發産品的程度，那畢業後找個好工作就輕而易舉了。到這裡我們需要再明确一點：電子領域知識繁多、浩如煙海，所以一般搞硬件的公司都有較多的員工，一個研發項目是多人細緻分工、共同完成的，所以我們經常會聽到團隊意識這個名詞。因為一個人的能力有限，不可能掌握所有的知識。比如一些人專門負責搞驅動，一些人專門從事邏輯設計，一些人專門搞高頻無線，一些人專門搞測試，一些人專門設計外殼，一些人專門設計電路闆等等。

看到這裡可能有的同學頭都大了：那說來說去大學階段到底究竟應該學些什麼呢？說實話寫到這裡我的頭也大了，電子設計涉及方方面面的東西太多了，實在不是一篇文章甚至一本書能說得清楚的。所以我決定剔除這些生澀的課程名目，大緻說一下我所認為的一個電類學生或是想要成為電子工程師的自學者應該掌握的基本的專業技能。

我認為：除了最初提到的電路分析、模拟電路、數字電路基礎知識外，應了解并掌握電子元器件識别與選用指導、基本儀器儀表的使用、一些常用電路模塊的分析與設計、單片機的應用、PLD的應用、仿真軟件的應用、電路闆設計與制作、電子測量與電路測試。

電子元器件的識别與使用就不用說了，這是元素級的基礎，不過要想掌握好也并不容易，一些電子系學生畢業了，還認不出二極管、三極管實物、分不清電解電容的正負極等等，也不是沒有的事。還是一句話，多進進實驗室，多跑跑電子市場，多看看書。

儀器儀表的使用，大學的實驗課中你至少會用過數字萬用表，波形發生器、電源、示波器、小電機、單片機仿真機，至少要把這些東西的接線方法和用法弄懂吧。

常用電路模塊也是包羅萬相，各種放大電路、比較器、AD轉換電路、DA轉換電路、微分電路、積分電路，還有各種數字邏輯單元電路等等，隻能說，大緻了解吧，并學會怎麼去查資料、查芯片查管腳。最基本的，做實驗或課程設計中用到的各種芯片要弄熟。

單片機，這是應該掌握的。時下單片機種類繁多，但各大小企業用得最多的還是51系列單片機，而且價格便宜、學習資料也最全，故給自學者推薦。當然各學校開課講的單片機型号會有所不同，沒關系，學好單片機編程，學好了一種，再學别的單片機就容易了。

PLD（可編程邏輯器件），一種集成電路芯片，提供用戶可編程，實現一定的邏輯功能。對可編程邏輯器件的功能設定（即要它實現什麼功能）要有設計者借助開發工具，通過編寫程序來實現，這跟單片機類似。開發工具可學習Altera公司的Quartus Ⅱ軟件（這是該公司的第4代PLD開發軟件，第3代是MAX+PLUS Ⅱ軟件）。編程語言學習硬件描述語言VHDL或Verilog HDL。

仿真軟件最基本的就是前面說的Multisim了，另外還可學MATLAB。其他的試專業情況選學或是工作後學。電路闆設計與制作主要是用Protel軟件輔助進行。這在前面已有介紹，讀者應該也比較熟悉。

最後建議同學們積極與各類電子競賽賽事，參加一場比賽一個項目做下來，電子設計的一個流程和各環節的基礎知識就能串起來了，對知識的融會貫通及今後走向工作崗位都有莫大裨益。

以上這些東西我說得籠統，深入下去又是一大堆要學的東西。還是那句話，多啃書本、多實踐！清華大學出版社有一套“電子電路循序漸進系列教程”是按照上面我所講的那個思路出的，可惜好像還沒出全，大概隻有《單片機在電子電路設計中的應用》、《電路設計與制闆——Proetl應用教程》、《仿真軟件教程——Multisim和MATLAB》、《常用電路模塊分析與設計指導》幾本。另外聽聽你們老師的意見、師兄師姐的意見，問問他們應讀些什麼書，當然也不能盡聽盡信，翻開一本書我想你先大緻看看他講得是否通俗，自己琢磨着能看懂幾分？我想能有5分懂這本書就值得一看了，視自己現階段的知識情況，太淺顯的書不用看了，太深的書也不要去看，看得迷迷糊糊還打擊自信心喪失了興趣。

授予學位

工學學士

相同專業

電氣工程及其自動化

電子信息工程（弱電）

自動化（弱電）

就業方向

在國家電力公司、電力設備制造公司以及國民經濟其它部門、企業、科研院所從事電氣工程及自動化方面的科學研究、工程設計、系統技術開發和管理、市場管理等工作。

專業特色

本專業是按國家教育部工程類引導性專業目錄設置的寬口徑專業，主要特點是電氣工程與自動化相結合、強電與弱電相結合、電工技術與電子技術相結合、軟件與硬件相結合、理論研究與技術應用相結合、理論與實踐結合，培養經濟和社會發展需要的強弱電兼顧的複合型高級人才。

學生主要掌握電工理論、電子學、控制理論、電氣工程基礎、高電壓技術，電力系統運行與控制、信息和通信技術以及計算機應用等方面較寬廣的工程技術基礎和一定的專業知識，掌握一定人文社會和經濟管理知識。要求學生具備優秀電氣工程技術分析、系統運行與控制技術的基本能力，具有較強的創新意識。

專業名校

1.清華大學

2.華中科技大學

3.西安交通大學

4.重慶大學

5.浙江大學

6.華北電力大學

7.甯波大學

擁有該專業國家一級重點學科的分别是：清華大學、華中科技大學、西安交通大學、重慶大學、浙江大學

擁有該專業國家重點實驗室的分别是：清華大學、華中科技大學、西安交通大學、華北電力大學、重慶大學

發展曆史

有史以來，最早認識電的人是希臘學者米利都（Miletus，公元前六世紀），觀察用布摩擦琥珀後，會吸引如羽毛等輕小的東西。但對靜電有系統及科學的研究則是始于17世紀。

17世紀的1600年初英國醫生吉爾伯特（W. Gilbert，1540~1603）所著的書中，對“電”進行了最早的論述，英語“E-lectric”一詞即起源于希臘語“Electrica”和拉丁語“Electrum”。随後，英國人格雷（S. Gray,1696~1736）發現了電的導體和絕緣體，法國人杜菲（Charles du Fay，1698-1739）可說是當時深入探讨靜電現象的第一人，它由衆多的實驗中發現，幾乎所有的物質都可以摩擦生電，并且他更仔細地發現，所産生的電有兩種，帶有異種電者會互相吸引，帶有同種電者會互相排斥。18世紀美國人富蘭克林（B. Franklin，1760~1790）更是以他著名的“風筝實驗”證明的電在自然界中的存在。

19世紀上半葉，安培發現電流的磁效應、法拉第發現電磁感應定律。19世紀下半葉，電磁理論集大成者麥克斯韋爾的理論為電氣工程奠定了基礎。19世紀末到20世紀初，西方國家的大學陸續設置了電氣工程專業。

1908年，南洋大學堂（交通大學前身）設置了電機專科，這是中國大學最早的電氣工程專業，至今已有近一個世紀。

1920年，東南大學設置了電機工程系。

1932年，清華大學設置了電機系。

1936年，重慶大學成立電機系，成為當時西南地區實力最雄厚的電機系。

1949年後，中國出現了一大批以工科為主的多科性大學，也出現了一批機電學院，這些學院基本上都有電機工程系。

1958年，在北京電力學校基礎上成立了北京電力學院，當時的電力工程系設有“發電廠電力網及電力系統專業”、“高電壓技術專業”等，它們就是現在的“電氣工程及其自動化專業”的前身。兩年後，哈爾濱工業大學的發電教研室部分教師和學生并入北京電力學院，充實了該專業的力量。1961至1962年，哈爾濱工業大學又有發電、高壓和電自三個專業的10名研究生轉入北京電力學院，開啟了研究生培養的先河。

1986年，國務院批準“電力系統及其自動化”為博士學位授權學科。1994年，電力系統及其自動化學科的學術帶頭人楊奇遜教授被遴選為中國工程院首批院士。1995年，華北電力學院“電力系統及其自動化”學科被批準為博士學位授予點，同年華北電力大學成立。

1998年，華北電力大學電力系統及其自動化學科被批準為博士學位授權一級學科。

2002年，“電力系統及其自動化”學科被評為國家級重點學科。2003年，“電力系統及其自動化”學科博士後流動站獲得批準，通過“211工程”驗收。

2004年“高電壓與電磁兼容北京市重點實驗室”挂牌。

2006年“電力系統保護與動态安全監控教育部重點實驗室”正式評審通過。