资源介绍
在工业4.0和智能制造蓬勃发展的当下，自动化技术已经成为现代工业体系的神经中枢，而理解自动化工程的基础原理对于每一个工程领域的学习者和从业者来说都至关重要。尤里·A·W·沙尔茨编写的这本《自动化工程》正是为满足这一需求而诞生的优秀教材，作者来自德国伊尔默瑙技术大学，在自动化控制领域有着深厚的学术背景和丰富的教学经验。这本书系统地阐述了自动化工程的核心概念、关键组件以及实际应用方法，旨在帮助读者建立起对自动化工程的全面认知框架。
全书内容编排遵循循序渐进的原则，从基础概念出发逐步深入到复杂的控制策略。开头部分首先回顾了自动化工程的发展历史，让读者了解这一领域是如何从早期的简单机械控制逐步演变成今天高度智能化的复杂系统。作者详细解释了自动化工程金字塔结构，这是理解整个自动化系统架构的重要基础。在此基础上，书中深入探讨了仪表与信号的核心知识，包括各类传感器的工作原理和应用场景，涵盖压力传感器、液位传感器、流量传感器、温度传感器以及浓度和密度传感器等；执行器的相关内容则包括阀门、泵和变流装置等关键设备，同时对可编程逻辑控制器（PLC）和通信设备也有专门章节进行讲解。
数学建模是自动化工程的核心工具，本书用了相当大的篇幅来阐述过程的数学表示方法。拉普拉斯变换和z变换作为连续系统和离散系统分析的基本数学工具，在书中得到了详细的讲解。作者不仅介绍了时域和频域的数学模型，还深入讨论了模型之间的转换方法，包括离散时间模型与连续模型的互转、状态空间表示等高级内容。在过程分析部分，频率域分析、稳定性判据、能控性和能观性等重要概念都被纳入了讨论范围。对于基于事件的表示方法，本书还介绍了自动机理论及其组合方式，以及时间自动机的概念。
实际工程应用离不开规范的图纸表达，本书专门用一章来讲解过程的示意图表示方法，包括方块图、工艺流程图、管道及仪表图（P&ID）的绘制规范和阅读方法，特别是按照DIN EN 62424标准来介绍P&ID组件符号，这为读者将来阅读和绘制工程图纸打下了坚实基础。控制策略部分则是全书的精华所在，作者系统地介绍了开环控制和闭环控制的基本原理，深入讲解了前馈控制、离散事件控制和监督控制等技术，其中模型预测控制作为现代控制理论的重要组成部分得到了详细阐述。此外还涵盖了史密斯预测器、死区与增益调度、平方控制、比值控制、输入位置控制等高级控制策略，这些内容为读者提供了丰富的工具箱来解决实际工程问题。
每章末尾都精心设计了练习题，包括基本概念题和简答题两种形式，帮助读者巩固所学知识并拓展思维。这本书主要面向自动化工程入门级的本科生，同时也适合相关工程专业的学生和从业人员作为参考用书。无论你是刚开始接触自动化领域的新手，还是希望系统化自己知识体系的工程师，都能从这本书中获得有价值的收获。