清華大學自動化實驗教學中心

清華大學自動化實驗教學中心

清華大學自動化實驗教學中心是在成立於1995年的自動化系教學中心實驗室的基礎上,整合相關專業實驗室成立的,2015年被評為國家級實驗教學示範中心。

據2018年4月清華大學自動化實驗教學中心官網顯示,中心下設14個分實驗室;擁有專職教職員工25人,兼職教師5人。

歷史沿革

1970年,清華大學自動化系組建。

1995年初,自動化系成立了“自動化系教學中心實驗室”,將計算機軟體、控制理論、計算機控制系統等自動化專業基礎課程實驗室整合為一體,既為自動化專業學生服務,也為校內非自動化專業的多門課程服務。

2005年,學校和自動化系決定在原有“自動化系教學中心實驗室”的基礎上,整合相關專業實驗室,建立“清華大學自動化實驗教學中心”,同時以中心為基地,開始了新一輪的實踐教學改革工作。

2007年,中心被評為北京市實驗教學示範中心和清華大學一級實驗室。

2010年和2013年,中心通過了清華大學一級實驗室複評。

2013年,中心通過了北京市實驗教學示範中心驗收。

2015年,入選國家級實驗教學示範中心。

中心規模

平台建設

據2018年4月清華大學自動化實驗教學中心官網顯示,中心下設14個分實驗室。

實驗室名稱實驗室屬性
過程控制實驗室清華大學一級實驗室
控制理論實驗室承擔國家級精品課《自動控制理論》課程實驗
寬頻數字媒體技術實驗室--------------------
電力電子與運動控制實驗室--------------------
工廠自動化與網路化控制實驗室--------------------
感測器與檢測實驗室--------------------
硬體在環實驗室--------------------
計算機軟體實驗室--------------------
移動機器人實驗室--------------------
嵌入式系統實驗室--------------------
現代電子學實驗室清華大學一級實驗室
系統虛擬仿真實驗室--------------------
無人機實驗室--------------------
機器人生產線實驗室--------------------

教學建設

清華大學自動化實驗教學中心建立了自動化學科實驗教學體系:

體系內容:包括課內實踐教學和課外實踐教學兩個部分;覆蓋學科大類基礎、專業基礎和專業類實驗;

訓練綜合:強弱電並舉、軟硬體兼備;從基礎驗證、設計綜合到研究創新;

激發創新:以綜合設計項目、國內外賽事、SRT等為載體;

銜接有序:本科四年到研究生。

師資力量

據2018年4月清華大學自動化實驗教學中心官網顯示,中心擁有專職教職員工25人,兼職教師5人。

顧問:吳澄(中國工程院院士、清華大學自動化系教授)、蕭德雲(清華大學自動化系教授)

國家傑出青年基金獲得者:戴瓊海

設備資源

據2018年4月清華大學自動化實驗教學中心官網顯示,中心的使用面積約1500平米,儀器設備903台件,固定資產1200萬元。

實驗室設備設施
過程控制實驗室建築面積400平方米,設備395台件
控制理論實驗室 要設備有自行研製的模擬仿真實驗箱、自行研製的小功 率隨動控制系統、直線倒立擺和旋轉運動控制系統等
寬頻數字媒體技術實驗室價值800元以上的設備31台(件),總值1,375,314元
電力電子與運動控制實驗室 擁有ControlLogix控制器、工業變頻器、以及EtherNet 、ControlNet和DeviceNet等網路體系設備
工廠自動化與網路化控制實驗室 8套球桿控制系統、8套電梯模型控制系統、3套生產流水線模型以及西門子公司 贈送的基於工業網路的PLC控制系統、5套三層交換機、10套二層交換機等
感測器與檢測實驗室得到德國“倍加福公司”(P+F公司)在感測器和AS-i匯流排實驗設備方面的捐贈
硬體在環實驗室 基於dSPACE平台的三自由度直升機控制系統、 無人駕駛直升飛機和四螺旋槳飛行器
計算機軟體實驗室配備了86台計算機,78台計算機原理實驗箱,20台最新示波器
移動機器人實驗室 RoboCup人形組比賽場地一塊和四組終端實驗台,教學機器人包括 :Sony Aibo ERS210A四足機器人8台,Aibo ERS7四足機器人8台, 自製輪式移動機器人2台,自製人形機器人5台,RM501機械臂1台
嵌入式系統實驗室設備20餘套,價值 約100萬元
現代電子學實驗室 設備包括計算機,常用電子儀器如示波器、函式發生器、數字萬用表、直流電源等;實驗器材包括常用的器件電阻、電容、積體電路晶片等,以及先進的實驗套件如可程式片上系統實驗套件、ARM CortexM4實驗套件、FPGA實驗套件、ispPAC實驗套件、各類感測器及執行器套件等;計算機配備各類EDA軟體
系統虛擬仿真實驗室 工業生產過程仿真軟體套件、DCS控制系統、大型實時資料庫軟體套件 、先進控制與最佳化軟體套件、MES(生產執行系統)軟體套件和@ssetMAX 資產管理軟體套件,以及自行開發的過程控制領域的先進技術和軟體
無人機實驗室 擁有設備20台件,包括單旋翼無人直升機4架、 四旋翼無人直升機8架、三自由度直升機1架和遙控無人車1輛
機器人生產線實驗室 實驗設備是一整套以傳送線為傳輸設備、機器人為操作主體的分層遞階控 制的多機器人裝配平台,包括一個雙環傳送線、兩台Motoman-HP3六自由 度工業機器人、一台Motoman-RTLab 六自由度開放式機器人、 六個攝像頭、兩個六維力感測器、三台工控機以及其它計算機等組成
上述數據來源自2018年4月清華大學自動化實驗教學中心官網顯示。

建設成果

教學成果

據2018年4月清華大學自動化實驗教學中心官網顯示,中心移動機器人實驗室設立的SRT項目總計9項,參加人數39人,並獲得校SRT優秀成果一等獎、二等獎各一項。

部分教學成果項目獲獎名單
項目名稱獎項名稱年份所屬實驗室
《自動控制理論》課程的教學改革與建設清華大學教學工作優秀成果獎一等獎2006年控制理論實驗室
計算機基礎教學系列課程與實驗基地建設北京市優秀教學成果一等獎------工廠自動化與網路化控制實驗室
自動化專業創新型人才培養的本科實踐教學體系與平台建設北京市教學成果一等獎2012年移動機器人實驗室
國際機器人競賽推動的研究型實踐教學清華大學教學成果一等獎2012年移動機器人實驗室
國際機器人競賽推動的研究型實踐教學清華大學教學成果獎一等獎(排名3)2012年機器人生產線實驗室
自動化專業創新型人才培養的本科實踐教學體系與平台建設北京市教學成果一等獎2012年機器人生產線實驗室
國際機器人競賽推動的研究型實踐教學清華大學教學成果一等獎2012年機器人生產線實驗室

科研成果

據2018年4月清華大學自動化實驗教學中心官網顯示,寬頻數字媒體技術實驗室在IEEE Trans. Signal Processing、IEEE Trans on Circuits and Systems for Video Technology、IEEE Trans. Automatic Control等國際權威雜誌期刊上發表論文12篇;在中國科學上發表論文4篇,在中國國核心心期刊上發表論文40餘篇;在重要國際會議上發表論文百餘篇,其中SCI收錄38餘篇,EI收錄60餘篇;出版編著1部,譯著2部;另申請中國發明專利38項,其中處在公示期25項,已獲授權13項。

據2018年4月清華大學自動化實驗教學中心官網顯示,無人機實驗室承擔了多項國家級科研項目的相關實驗,包括國家自然科學基金重點項目1項、面上項目2項、青年基金1項、重大國際合作項目1項;發表學術論文60餘篇,其中40餘篇被SCI收錄;出版學術專著1部,獲得中國產學研合作創新成果獎1項。

部分研究項目獲獎名單
獲獎項目獎項名稱年份所屬實驗室
機器人運動控制及關鍵執行機構設計方法研究中國電子學會電子信息科學技術獎二等獎(排名3)2011年機器人生產線實驗室
複雜環境下機器人智慧型自主運動控制研究教育部自然科學獎二等獎(排名3)2014年機器人生產線實驗室
研究的流媒體集群系統國家廣電總局2004年度創新一等獎2004年寬頻數字媒體技術實驗室
旋轉運動控制實驗平台清華大學實驗技術成果獎二等獎2012年控制理論實驗室
倒立擺遠程控制實驗平台清華大學實驗技術成果獎三等獎2010年控制理論實驗室
控制理論專題實驗平台建設清華大學實驗技術成果獎二等獎2008年控制理論實驗室
板球控制系統實驗裝置清華大學實驗技術成果獎三等獎2004年控制理論實驗室
Linux環境下Socket網路通信程式設計清華大學第八屆實驗技術成果三等獎--------工廠自動化與網路化控制實驗室
基於Wonderware組態軟體開發計算機控制系統的實驗清華大學第八屆實驗技術成果三等獎--------工廠自動化與網路化控制實驗室
基於SIMATIC NET的電梯模型控制系統清華大學第十屆實驗技術成果三等獎--------工廠自動化與網路化控制實驗室
計算機網路課程教學實驗平台建設清華大學第十二屆實驗技術成果三等獎--------工廠自動化與網路化控制實驗室
以PLC為控制器的AS-i匯流排實驗系統設計與實現清華大學實驗技術成果獎三等獎2010年感測器與檢測實驗室
基於遠程控制模組的溫度檢測控制實驗系統的設計與實現清華大學實驗技術成果獎二等獎2012年感測器與檢測實驗室

榮譽表彰

獲獎名稱所屬實驗室
第十九屆學生實驗室建設貢獻獎三等獎工廠自動化與網路化控制實驗室
第二十一屆學生實驗室建設貢獻獎三等獎
第二十一屆學生實驗室建設指導獎
第二十二屆學生實驗室建設貢獻
第二十二屆學生實驗室建設指導獎
第二十三屆學生實驗室建設貢獻二等獎、三等獎
第二十三屆學生實驗室建設指導獎
2012年清華大學學生實驗室建設貢獻二等獎 (流量測量與流量計標定實驗系統的開發) 感測器與檢測實驗室
2013年清華大學學生實驗室建設貢獻三等獎 (基於現場匯流排技術的識別分類實驗系統研發) 感測器與檢測實驗室

文化傳統

實驗教學理念:以學生為本,以能力培養為核心,堅持科研引領、開放創新;培養具有“健全人格、創新思維、寬厚基礎、全球視野和社會責任感”的高素質自動化人才。

中心的核心任務是培養“人才”。這個人才應該面向“自動化”,應該“高素質”,應該具有“健全人格、創新思維、寬厚基礎、全球視野和社會責任感”。為了培養“人才”,中心必須“以學生為本,以能力培養為核心”;必須“堅持科研引領、開放創新”的優勢和特色。

現任領導

中心主任:楊耕

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