大学自动化课程设置与就业方向全面解析：电路、控制与人工智能的融合-瑞安招聘网

下面我要讲的这个问题的答案，是我本科四年对自动化从课程到就业方向的一些感悟。 PS由于本人本科毕业后工作，所以以下内容有一定局限性，需要自行审核。

这个答案是从以下几个方面来叙述的：

1 课程设置（适合想了解自动化课程设置中心思想的人）

2 自我锻炼（适合想折腾自己的人）

3、就业方向（适合想找到自己方向的人）

一、课程设置

国内大学的自动化课程应该是类似的。根据我的理解和分类，课程大致分为两个主要方向。一种主要与电路有关，一种主要与控制有关。另外就是，由于近年来人工智能的快速发展，很多院校都会开设一些与人工智能相关的课程，所以这部分课程可以作为第三方方向。

电路方向的课程主要包括电路分析、模拟电路、数字电路、信号与系统、电力电子技术、微机原理、嵌入式系统，还有一些基于某种或高级模型如STM32或原理与应用的课程51等芯片。可能有人会觉得奇怪，为什么单片机、微机原理都属于电路方向。这个问题我想了很久。微机系统确实可以分出一个新的方向，但是微机解决TTL、CMOS电平、信号完整性等问题的基础仍然是电路，所以我做了这样的分类。

电路方向的课程不像控制课程那样相互关联。他们之间的关系更像是独立的个体：

电路分析是所有电路课程的基础。虽然电分析的内容在后续的课程中很少被引用，但是电分析的一些方法论还是蛮有用的，比如节点分析法、功率角等，这门课程所担负的角色更像是高中电学之间的桥梁。研究和大学电气研究。

学习完电气分析后，您将了解模拟电路和数字电路。这两门课是核心，基本上每个老师都会讲其重要性。我理解这两门课程代表两种思想，一是模拟的思想，二是高低层次的思想。下面举个例子来说明一下：假设我们接到一个制作时钟的任务，那么我们当然需要产生一个周期为一秒的脉冲，那么如何实现呢？方法有很多，但无非是模拟实现和数字实现。对于模拟实现，可以使用555定时器来配置电容器和电阻器的值。对于数字实现，可以使用微控制器的定时器。这意味着很多事情都可以通过模拟或数字来实现。各有各的优点，没有谁一定比谁更好的说法。

信号与系统是一门非常神秘的课程，至少对我来说是这样，因为刚开始学习它时很容易感到困惑。但现在我即将毕业，我回顾一下这门课程。我感觉这门课虽然抽象的东西很多，但其核心还是信号的分析。当我们获得输入信号时，我们可以在多少个维度上对其进行分析？信号怎么样？本课程将为我们一一讲述。虽然有很多，但是没关系。我们需要始终清楚，分析信号就像对信号建模一样。我们需要掌握信号的特征，然后选择合适的模型，这样在后续的分析计算中才能更加满意。

电力电子技术是一门与其他课程结合得不是特别好的课程。本课程研究如何制作稳定、高质量的电源。可以说，如果你把这门课学透了，你就完全可以找到工作了，因为华为一直在招电源工程师。但学好这门课程并不容易，因为这门课程有很多基本电路需要记住，而且虽然每个电路的结构很简单，但实际电源设计的质量却相差很大。因此，有人会建议，电子设计竞赛选择电源题目更容易获奖，但其实并没有那么容易。如果你的设计能力跟不上，你仍然会处处碰壁。

最后还有微机原理和相关单片机的课程。我在上《微机原理》这门课的时候，老师讲得非常准确，但是这门课难免的是课程内容非常重复、枯燥。教科书的内容其实就像是重印51芯片的用户手册。过来。但是当后来应用一些单片机的时候，你可以感觉到，一个人掌握新的单片机使用的速度，往往和他或她对微机原理的学习程度有关，因为微机原理讲的是如何系统地学习使用单片机。且全面。这里的使用不仅指学习使用单片机的一些片上外设如ADC、串口等，还包括对底层硬件如地址线、数据线等总线架构、内存分配等的一些结构上的了解， ETC。

控制方向的课程主要包括自动控制原理、现代控制理论、传感器检测技术、电机拖动、计算机控制技术、运动控制系统、过程控制等。该方向课程之间的耦合度非常高，所以如果你可以从一开始就系统地看一下你目前正在学习的课程，我不敢说你每门课程都能拿A，但它可以让学习不那么痛苦，而且至少你知道自己在做什么。

首先，我们看一张图片。这是一张可以连接所有控制课程的图：

自动控制原理和现代控制理论讲的是控制器部分，自动控制原理是基于最经典、应用最广泛的PID控制器。 PID中难点在于参数的选择，所以自动控制原理讲的是如何选择控制器。设置使系统稳定的PID参数，整个课程从头到尾基本都是围绕“稳定”展开；现代控制理论也在寻找稳定的参数，但与自动控制不同，现代控制理论使用状态空间方法。状态空间方法的优点是更容易描述多输入多输出系统。此外，现代控制理论还提供了一些基于状态空间方法的新控制算法，例如LQR。需要说明的是，以上都是建立在系统已经建模的前提下的。这个模型可能不准确，因为自动控制和现代控制讨论了在这个模型下哪些参数是稳定的（现代控制也可以确定哪些参数是最优的）

电机拖动讲的是受控对象部分。控制对象可以是很多，比如空调要控制的室内温度等，但目前的课程设计基本都选择了最经典的控制对象——电机。所以电机拖动讲的是电机对象的特性，以及如何驱动电机做功。电机拖拽过程中会有很多很多公式，但是不要胆怯。你必须记住一件事。所有的公式都是用来将电机的实物转化为数学模型，即对电机进行建模的过程。在前面关于控制器的章节中，我们谈到了自动控制和现代控制的前提条件。数学模型已经确定。这里的电机模型也与那里相呼应。

传感器检测技术讲的是测量反馈部分。这个对应关系并不难理解，但是有一点需要注意。虽然在自动控制中常说反馈是从终点反馈到起点，但在实际系统中，这个反馈量不一定准确。，也就是说传感器也有误差。测量值与实际值存在差异。这与模拟系统有很大不同。模拟系统的反馈没有错误。实际的反馈就是返回的内容。。因此，本课程的重点也是如何优化传感器结构和算法，以最小化传感器部分传输的误差。

至于执行器部分，我还没有找到任何涵盖这部分的课程，所以我暂时把它放在一边，如果以后找到的话再回来添加更多内容。

还有计算机控制技术课程。本课程的重点是在当前计算机功能日益强大的背景下，用计算机代码实现控制算法，然后将控制量输出到执行器或被控对象的过程。知识。首先，计算机是一个离散系统，因此反馈系统的很多部分都需要添加模数转换和数模转换。其次，在离散情况下，研究采样率和保持器对系统稳定性的影响。说白了，这是从连续到离散的过程，我们之前知道的一些东西会发生变化。例如，拉普拉斯变换用于连续时域，而z变换用于离散时域。

-------------2020.5.8修改-------------

在控制类课程中，最能体现该类课程整个系统运行过程的就是运动控制系统。这是一门涉及控制系统从期望输入到反馈到系统输出的各个方面的课程。控制对象是工业领域中最常见的。电机控制，课程介绍电机如何从实际对象建立数学模型，然后将数学模型引入到控制系统中，并利用自控理论来优化和确定参数。这也满足了前面自我控制类的描述中提到的控制系统。每个环节都需要特定的数学模型。那么在确定了控制对象的数学模型并制定相应的控制器算法之后，系统的关键部分就基本完成了。在我们学校选择的运动控制课程教材的最后，有一节专门介绍检测电机速度的传感器的检测原理。和其他部分一样，最后会给出一系列的计算公式来确定数学关系。那么到这里，控制系统各方面的数学模型就已经确定了。接下来就是对系统的参数进行调试，选择一组效果最好的参数。

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过程控制是一个长期的过程。首先我们要了解，一般的控制系统都有实时控制系统，比如倒立摆，其控制周期短，系统响应快。另一种控制系统是过程控制系统，如液位控制，其控制周期较长，通常以小时为单位。以单位计算时，系统响应非常慢，可能需要几天时间。我听我们老师说也有过程控制方面的人才需求，但是我好像不是经常看到。可能是因为我和相关公司的接触比较少吧。

2.自我训练

大学四年了，说实话，我的课业并没有那么重，还得再读一遍高三。相反，我还有很多空闲时间，而这个空闲时间其实还蛮适合做一些小项目来练习。其实我四年来一直知道这一点，但其实我从来没有做过，所以其实这就是我想写这一部分的原因。

项目一：

使用命令行窗口编写银行ATM系统

具体需求：首先提示用户输入银行卡号，然后询问需要进行的操作，然后显示相应的信息。

稍微解释一下：对于刚开始接触编程的人，尤其是开始用VC6或者Visual Studio编程的人来说，一开始通常都是基于命令行窗口（也就是一个黑色的小窗口）来编程。我现阶段有一个问题。电脑里这些复杂的软件就是这么制作的，为什么我只能调出一个黑色的小窗口。关于这个问题，我问了一些学计算机的朋友，得到的答案是软件编程分为两部分，一是用户交互界面，二是内部逻辑。以QQ登录窗口为例，我们双击打开QQ图标，就会出现一个窗口。在该窗口中，您需要输入您的帐户和密码，以及登录按钮和其他组件。这个窗口是交互界面，内部逻辑是验证账号和密码是否正确。如果正确，会提示登录。如果成功，会提示帐号和密码不正确。这两部分一般是分开的，而且这个项目做的是内部逻辑，所以你不用担心复杂的交互界面是如何实现的。你只需要关心内部逻辑，然后用一个小黑窗就可以实现一个带有文字提示的简单交互界面。这就足够了。。

项目二：

利用LabVIEW实现控制系统仿真

具体要求：给定系统的传递函数（从简单的一阶系统开始，如1/(s+1)），假设期望输入是一步，计算系统的响应曲线（不使用现有的PID模块，从基本数学关系开始形成）

一点解释：我强烈推荐这个项目。当时我通过这个项目了解了控制课程中的一些数学关系，比如各种变换、时域、频域等。我当时的实现使用了一些状态空间方法。，应该还有其他的实现方法，大家可以考虑一下。还有一点，选择LabVIEW的原因是它是一款非常实用的软件，图形化编程，所见即所得。项目1中提到的复杂交互界面在LabVIEW中可以相对简单地实现，但该项目不需要.

项目三：

淘宝买一块51单片机开发板学习一下

具体要求：学习各种外设的使用，如定时器、串口、中断等。

稍微解释一下：51单片机是最基本的单片机。淘宝上卖的开发板价格不贵，50元左右，还附送各种学习资料。

第四项：

基于51单片机实现秒表功能

具体要求：按一下按钮开始计时，再按一下按钮停止计时，并输出计时时长。如果可能的话，最好使用汇编语言。

注意：按下按钮时，请注意配备硬件或软件防抖（详情可百度），输出计时时长的方式有多种。可以在淘宝上买一块LCD1602（10元左右）作为显示屏，用串口跟随即可。与计算机通讯，然后通过串口将时长传输到计算机，时长可以转换成二进制，通过LED灯等输出。

第五项：

通过51单片机实现IIC和SPI协议的数据传输

具体要求：通过51单片机读写数据到支持IIC或SPI接口的EEPROM芯片（如24c02）。

注：IIC和SPI两种数据传输协议应用广泛，因此有必要掌握该协议的具体实现。然而51单片机上没有这两种协议的接口。需要用程序来模拟实现。当成功完成对EEPROM的正确读写后，尝试逐渐提高IIC或SPI的传输速率。一般每个芯片都会有最大传输速率，尝试接近或超过这个速率，当然这不一定成功，因为51单片机的指令周期不是特别短，但是可以尝试。最好写几个函数，输入参数就是传输速率，这样以后需要的时候就可以直接使用，而且速率可调，非常方便。

第六项：

基于555定时器实现定时器

具体要求：不使用单片机，而是使用555来实现，例如篮球比赛中的计时器。它可以是前进时间或倒计时。 40分钟一到，蜂鸣器就会长鸣。

稍微解释一下：555芯片是一款非常经典的芯片，可以实现定时器和触发器的功能。在做项目时，首先应验证解决方案，然后在电路仿真软件中进行仿真（推荐使用Multisim）。如果有条件，可以尝试画PCB板，但除非你有丰富的PCB经验，否则不建议直接画板。出来吧，因为可能会有很多问题，就让自己走一遍初期画PCB的过程吧。

第七项：

将电路焊接在穿孔板（也称万能板）上，实现空气温湿度测量电路

具体要求：单片机读取传感器的测量数据并输出到LCD1602

第八项：

待补充

三、就业方向

首先，需要树立一个共识，自动化专业在本科学习期间涵盖的学科范围比较广，涉及到的各个领域的探索都比较浅。这并不是一个缺点，因为本科学习期间涉猎广泛的学科可以拓宽一个人的视野。，你可以找到自己喜欢的兴趣方向，然后坚定不移地坚持下去。

据我了解，本科自动化专业毕业生就业方向一般为：

通用方向1：硬件工程师

细分一：板级硬件工程师、基带工程师、电源工程师、硬件驱动工程师、射频工程师

总体方向2：算法工程师

板块二：图像处理算法工程师、智能算法工程师

总体方向3：控制工程师

第三部分：飞控算法工程师

注3：本科毕业后从事控制相关工作的大佬我认识的不多，所以这个方向不是特别明确。

总体方向3：嵌入式开发

第三部分：嵌入式工程师、Linux工程师、LabVIEW工程师

大方向4：转行成为程序员

以上职位均应属于开发职位。当你刚开始寻找自己的方向时，尝试去发展职位。我见过很多人选择申请测试职位，以增加获得offer的可能性。这是可以理解的，也是一种策略。我只是想说，如果你一开始有条件的话，希望你选择发展岗位。这并不意味着测试职位不如开发职位。只是意味着一开始就把自己定位在开发的位置上，你会学到更多的东西。而那些在测试岗位上表现出色的人也值得尊重。同样，所有立场都没有本质上的好或坏。区分薪酬高低的不是职位本身，而是一个人自身能力的高低。各个岗位都缺乏高素质人才，我们要做的就是提升自己的能力。而不是打破砂锅问到底哪个职位薪资最高。

这里我就来说说我熟悉的硬件工程师。其他职位我不是特别熟悉，所以讲得比较少。

板级硬件工程师从事电子产品的整板开发。也就是说，当有电路板的需求时，工程师会根据需求选择器件、绘制PCB、检验可靠性等，基本上一个产品的整个开发过程可能都是涉及。

基带工程师致力于信号完整性，即确保信号不失真或丢失。如今的产品速度越来越高，因此信号失真可能会越来越严重，需要专门的工程师来确保信号在传输过程中的安全。

电源工程师主要负责电源的设计。电源设计是一项非常重要的工作。如果一个电源质量不好，纹波很高，或者有尖峰，可能会导致它所驱动的设备直接烧毁，所以电源工程师是非常核心的。上课的时候，老师给我们介绍了TI的webench工具，可以让不懂电源的人更容易得到解决方案。这样更智能、更方便，但电源工程师只能在webench上点击几个。如果你点击鼠标按钮，你就找不到工作。

硬件驱动工程师负责硬件驱动。设备由于自身特性的不同，其驱动方式也不同。常见的驱动有CH340、RS232等，比较简单。以前秋招的时候，遇到一个招聘屏幕驱动工程师的需求，做屏幕硬件驱动。由于屏幕是与用户交互的主要方式，因此屏幕驱动程序需要高效、简单，并且不能占用太多空间。系统资源要不断驱动屏幕，那么工程师就需要设计其驱动电路。

射频工程师一般是通信工程专业学生比较专业的对口，从事天线设计。

我和算法工程师、控制工程师接触不多，这里就不多说了。你可以按照名字所暗示的那样来理解它们。

嵌入式工程师主要基于Linux，从事嵌入式系统工作。举一个我不知道是否合适的例子，假设我们想要制作一台银行ATM机。既然是机器，就需要硬件电路支持，需要核心处理器（类似CPU）、显示部分、外设等。一些电路。有了这些之后，还需要一个操作系统来保证ATM机的功能能够运行并响应一些用户操作。那么就需要搭建一个嵌入式系统来响应一些特定的操作（比如点击屏幕）来驱动底层硬件完成相应的功能响应（比如点击屏幕，机器会发出嘟嘟声）。

至于是否应该转行成为一名程序员，就看你个人的喜好了。由于自动化专业的学生在日常课程中经常需要使用这种或那种编程工具、编程语言等，因此具有一定的转行能力。不过，想要真正转行进入程序员行业，就需要自己补充一些相关的背景知识。，比如数据结构的基本功是否足够，编译原理、操作系统等知识是否足够，编程语言的熟练程度是否足够等等。

题外话

今年很多人都在讨论一个问题：就业形势严峻，毕业生该怎么办？

我错过了春季招聘，但秋季招聘的竞争非常激烈。现在我已经投了几十份简历，但都没有结果。 22/23的学生无聊得都快秃了。

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