给自动化专业学弟学妹的开荒手册
0 写在前面
此开荒手册的起点源于第一次给自动化专业学生上课，猎奇又兴奋地想将自己十年求学所踩过的坑，达成的成就分享与他们。旋即，第二节课做了一份问卷调查。意外的是，透过问卷的结果，我看到的是小时候迷茫的我自己。遂记下手册，一是为了回顾求学路上的险与阻；二是希望各位【自动化】专业的学弟学妹以及更多对自动化专业感兴趣的朋友能够承继控制精髓，将“万金油”的自动化专业做大做强。
谨以此手册献给手拎烧火棍单挑恶龙的我自己。
1 叠甲声明
手册路线是我个人实践结果，仅供参考，不具有普适性，应遵循“NFL”皇家定则：“具体问题具体分析”。只做经验参考，不包售后。文化水平不高，语料库不算丰富，有措辞不严谨的地方轻喷，玻璃心，挨骂易碎。不喜勿关。评论区开放，文明发言，欢迎各位同仁指正扩充。
2 迷茫但没闲下来的本科生涯（2015~2019）
本科教育水平：某部署非92学校且我本人是非一流学校里的非一流学生。（四非buff叠满）
性别：女（无特殊意义，只想叙述如果在工科专业中，女生要付出的努力要比男孩子多很多，才能在就业环境中拿到和男孩子同样的待遇，不绝对）
高考填报志愿时的无心插柳，竟在十年后成了荫。初入大学，虽然迷茫但是entj幼年体的我暗自立誓：在自动化领域一定要站在和男生同样的高度。（以2025年的角度再看当时的思想太过局限）
2.1 自动化=“数学”
入学初期，得知学校有面向全校理工科专业开展的“自动化卓越工程师计划”项目（简称“自卓”），从小就是火箭班的我也想上去比划比划。很遗憾，卡齐高考成绩唯一的衡量标准，数学不到100分的，刷掉。那天很难过的给辅导员发了消息。（在此感谢我的辅导员，永远鼓励我，永远相信我！）。一句“其他班级也有精彩的，关键是自己的内心”我奉为圭臬。
导儿在入学的专业大会上告诉我们：自动化专业=数学，就是在和数学打交道。因此，感觉大一大二就是在不停的学习数学。很遗憾，在这个世界上谁都会骗你，数学不会，因为不会就是不会。
- 高等数学：日后会升级为最优化，优化方法迭代几轮就不知道自己在算什么了。
- 线性代数：紫皮还是权威了，永乐大帝先上一波难度，然后就是矩阵分析抽象求解。
- 概率论与数理统计：没开课，自学的。现在还在算各种先后验概率。
- 复变函数：解析函数，区别导数，目的是应用在皇家专业课——自动控制原理中。
- 工程数学：没学明白，抽象符号很难看。
- 数学建模：分析工程问题实用方法。
如果以现在的视角去看当时的培养方案，数学类的课程开的还是很有必要的。自动化是工程类的专业，旨在培养工程师。数学作为一种工具来去解决在工程中遇到的问题。高等数学中的微积分用来描述动态过程，空间维数增加后，使用偏导以及梯度来求取最优解。将问题转化为优化问题，这与数学建模的思想是一样的，有条件有目标就可以通过算法去计算一个优化问题。线性代数主要为了描述多输入多输出问题，且在一定程度上使用抽象矩阵定义范数，描述距离。数理统计在当今与机器学习内容高度相关，得到一种期望的分布，无限接近于目标。复变函数讨论复域及频域与时域之间的转换方法，将动态的微分方程转换为静态的代数方程，更易求得解的分布。
除此之外，在大一会有很多运用数据工具解决实际问题的科目。比如：
- 大学物理
- 物理实验
物理类的科目主要是检验高数中微积分计算，记得当时一直在算一个高斯面（如果记错了欢迎道友在评论区指正）。大物实验以及各类电工实验也是在多年以后工作实习中才明白开设意义：成为一个工程师首要做的就是能阅读明白说明书，无论是产线上，还是各种设备的设计图纸，图纸上的参数，电路图的绘制等等。且要践行“知行合一”，理论指导实践，实践检验真理。
2.2 无编程不工科
编代码也是自动化专业基本功之一。同样在大一时会开设大学计算机基础，开始了解各种进制之间的转换。下半年会学习C语言程序设计，开始使用高级语言完成一些简单的项目。当然除了课堂上的内容以外，可以学习任何你想学习的语言：
- 汇编语言：IDE是终端的神奇“低级语言”，多与微机原理一起——“汇编语言不会编，微机原理有危机”
- 面向过程的语言：C语言，自顶而下结构可读性非常高
- 面向对象的语言：C++，java，C#…，面向对象语言具有的特性是封装、继承和多态
到现在很流行的python，python最大的特点是有很多优秀的第三方库，可跨平台移植，可与主流编程语言结合。另外Matlab也是自动化专业需要掌握的基本工具之一，不仅可以在自动控制原理实验中使用，可以在后续建模竞赛，仿真中大量使用。
这里想起很好玩的事情——早在2016年，我就同实验室同学去北京看过工业机器视觉展，那时没有大规模计算机视觉一说，使用的是基于C++的opencv，我当时只对展览发的周边和中午免费的盒饭感兴趣。包括后来和同学一起搞得mini机器人交互系统也是kinect，不得不感慨技术革新很快。掌握底层工具才能以不变应万变“等风来”。
2.3 “可强可弱可软可硬”的自动化专业
大二下到大三阶段就开始上专业课了——
- 金工实习
哈哈，想置顶一个好玩的实习安排。不知道现在的小孩还要不要磨锤子，当年手搓的锤子除了砸核桃再无其他用途。还有车工铣工焊工。或电焊还要压成鱼鳞状，很好玩。 - 电路分析：基尔霍夫定律，以及复阻抗法
- 模拟电子技术：“魔鬼电路”——讨论连续信号
- 数字电子技术：使用数字信号完成数字量的算术运算和逻辑运算
以上三门课偏弱电、偏软件。配有电气实验技术/电子实验技术，在电路箱做实验，实际上还是知行合一。如果对电路感兴趣的话可以学习画一下PCB板。能画出漂亮的板子也是很优秀的能力。
- 电机与电机拖动
- 工厂供电
- 电力电子技术
- 电气控制与PLC应用
- 交直流调速系统
- 微机原理与单片机接口技术
以上偏强电、偏硬件，没被电机拖动折磨的自动化小孩不足以语人生。记得电拖老师在黑板上密密麻麻的板书看的头疼，明白原理但是不会做题。工厂供电多半会与plc结合在一起。我们当时工厂供电比较好玩的一项就是测楼的电压，很好玩。电力电子技术与交直流调速系统互为前后续课程，通常会配合电机实验，缠完电机以后会对整个电机的内部结构有透彻的了解。PLC主要是画梯形图也会配有一些实验：比如小车的运料。PLC课程还是与生活生产应用最为贴近的。制造业中生产线上都会使用设备箱对单个生产工艺进行控制。只不过学校使用的plc已经很老了，在产线上看见密密麻麻的布线结构还是会头大，这就与实际工作中是脱节的。所以基本技能基本知识点（指专业术语） 以及 阅读说明书能力、看电路图的能力都要有。
微机原理与单片机接口技术这个课就很大了。对口就业方向是嵌入式工程师，硬件一些。其实单片机的风口一直没停下来过。课内要掌握的16位的8086，8位的8051/8052，那也要学会编程，主要使用C语言，使用KEIL将程序烧板子里。当然也可以学习绘制pcb板做一个全能的嵌入式工程师。课外要会使用Arduino或者树莓派，都是比较适合做开发的板子，当然不知道现在更新到哪了（欢迎评论区更新指正）。
除此之外，还会有一些专业选修课，可以根据前期打下的基础进行自由选择。
下面是属于自动化专业的特色专业课——
- 自动控制原理：“太红太厚”胡寿松版配西瓜大卢老爷课程
- 现代控制理论：刘豹版
- 过程控制系统
- 智能控制
首先，自动控制理论是非常特色的专业课，学习自动化专业的小孩一定要将控制思想牢牢记住：闭环系统，反馈核心，偏差控制。整体的思想就是实例–工作原理图–数学建模–评估指标–校正这样一个过程。那每一步都会扩展为很多小知识点。自控原理博大精深，教学相长，每学一遍就会有新感悟。（在此挖个坑，后续开个专栏把《自动控制原理》框架更新在博客里）。自动控制原理讨论的是单输入单输出的问题，而现代控制理论讨论的是多输入多输出的问题。在稳定性分析时使用的分析方法也不同。稳定性是系统工作的首要前提。 一般在建模之后会讨论分析方法，分析的首要指标就是稳定性。而过程控制会和仪器仪表一起学习，重应用——应用的是基本控制规律：PID控制。（哈哈哈，当时开篇实例是锅炉汽包以至于后来很多年都误解过程控制是用来烧锅炉的。）。智能控制通常与人工智能结合，模糊控制，专家系统，遗传算法，神经网络相关内容比较多。通常会作为专业选修课出现。
2.4 “恶劣？”的就业环境
“文凭”和“生计”是挂钩的，最后都是为了那几口“嚼谷”。还是希望各位学弟学妹能够早一点探索出自己真正想要的东西，并为此持之以恒的努力。自动化专业特点是控管结合、强弱并重、软硬兼施。【来自控制强校东北大学的专业培养简介】
在这里会将课程设置–就业方向–课外储备进行简单概括。
其实我在上学的时候也会有困惑——学校学到的东西在工作中使用不了，或者说学院派理论和社会实践出现严重脱节。后来读到了研究生，才意识到：学习知识的过程远比学到的知识更重要。 还是鱼与渔的区别。在大学里难免会“优绩主义”，我在学生时期也是这样，功利的得到自己想得到的东西之后，思考除此之外有什么想要的——“大学之道，在明明德，在亲民，在止于至善。”
2.5 科创竞赛/等级考试
除了课程设置的实验以外，参加科创类竞赛或者等级考试不仅能加综测成绩，也能将平时学到的理论进行检验。这里列举一些我了解的/获得成绩的竞赛或者考试【我已经试过水了，说明更适合普通学生、简单粗暴易上手】
英语
- CET-4
- CET-6
计算机等级考试
- 一级-MS office
- 二级-C语言
- 三级-网络技术【TCP/IP协议在多年后闭环】
- 四级-网络工程师【主要是路由器交换机配置】
竞赛
十年前自动化专业三大具有含金量比赛（指国赛取得名次就可以保研）：
- 全国大学生数学建模竞赛
- 电子设计大赛
- 飞思卡尔
除此之外：
- ICAN国际创新创业大赛
- “大挑”-挑战杯
- “小挑”-创青春
- 互联网＋
- ROBOCON
- ROBOMASTER机甲大师
有了科创竞赛/论文就有了综测成绩，随之可以参评奖学金，获得荣誉称号。也就可以获得通往下一个赛段一张张“门票”。
3 下一赛段：研究生
研究生做的内容是适应行业趋势，新工科的交叉应用，已经脱离传统控制本身。这部分内容感兴趣的话我已经记录在之前的给课题组师弟师妹们的开荒手册以及给课题组师弟师妹的开荒手册（终篇）不再赘述，后期可能会单开一篇控制类研究生选择方向的手册（挖坑挖坑）
其实很长一段时间我都是活不明白的，我不愿将这些内耗、愤懑、怨气归结在外部原因。很长一段时间也不知道自己是谁、要到哪里去。好在自己执行力还算不错，且有一点小聪明。
在这里想说一个本硕期间我自己找到的通用的“小捷径”：
虽然经过高中的填鸭教育，但不得不承认我在上大学时自己是没有学习方法的。读大学时，会选择一些同学作为我的榜样【模仿优秀榜样身上的抽象/具象的行为】——
-
12级GongLinxuan学姐：
大一刚入学不久，就去听学姐的国奖答辩，当时觉得学姐好厉害，能把英语和计算机四个等级证书全部刷下来，学姐说话坚定且有力量。坐在台下的我暗自发誓：一定要和学姐一样厉害。 -
开亚和旭宝
同届的开亚和旭宝都是第一年国奖获得者。来自山东的开亚带着卷王基因，在自习室一定能抓到他，聪明、刻苦、勤勉。旭宝温柔善良平等帮助任何人。优秀同学的品质和思想到现在也会影响着我。 -
PLC实验室所有的同伴
-
工作中的师傅
师傅是西交大毕业，在产线上谦虚平和对待每一个人，永远不急不恼。30＋没有躺平，永远有学习能力。我那天在朋友圈中写下：
我问导：高水平院校的人都是这样吗？导说：他代表了高水平院校里的一类人。我坚定地看着导：我要去那里！
蓬生麻中，不扶而直；白沙在涅，与之俱黑。我是一个蛮理想主义的人，希望能用自己的有限的生命经历一些有意义的事情，想看看自己能走到离终点多久的地方。【选自《长安的荔枝》：即便失败，我也渴望知道，自己距离终点究竟有多远，这样至少可以无悔于心。】可以痛苦但不能麻木。
其实想说的还有很多。无非就是想和学弟学妹共勉，在信息爆炸的世界要做减法，捂住耳朵听听自己的内心——笃前行而勿顾后，背黑暗而向光明，谓之新青年。
后记
想把感性一些的东西记在这里。我不歌颂苦难，我赞美永不放弃的我自己。
上大学之前，不知道什么是程序设计。使用家里带“大屁股”的电脑也仅限于玩4399小游戏和纸牌。后来为了留在实验室夜以继日的学习不擅长的C语言，室友说我做梦都在helloworld。
大一与卓班失之交臂，我狭隘的以为我和卓班只差在实验室，而我想进那个实验室。崇实楼三楼的实验室用的是当时最先进的指纹锁，所有大一新生，只有我不是卓班，没有指纹锁进不去实验室。于是我厚着脸皮敲门敲了好几个月，只为能留在实验室学习。
大一下加入计算机学院社团，学习Android编程。学长要求使用java在3分钟内打出来99乘法表。我敲了25遍，成为唯二能在3分钟内敲出来九九乘法表且唯一的外院学生。那是我第一次证明，努力是可以和天赋到达同一位置。
大二从生活费抽出300块报名参加蓝桥杯，为此啃了一周的馒头，每天做的就是不停在题库刷题，看着时空复杂度的数值越来越小。运气不错划了省奖。个人赛证明了个人能力。奖金平掉了这一周的馒头生活。
大三申请修了计算机双学位，遗憾的是没有修完，但也为今后编程基本功打下基础。从来没有白走过的路。
大三下通过了厦大夏令营考核，很遗憾本科没有保研名额，成为了厦大得不到的女人。
复盘接受高等教育的十年，起起不常有，落落十之八九。很神奇，我永远可以推翻一切重头再来。
手册写的仓促，难免有疏漏，后续想到什么会进行维护更新。欢迎朋友批评指正。
