(专业英语、系统工程部分.docxVIP

UNIT 1 A?电路电路或电网络由以某种方式连接的电阻器、电感器和电容器等元件组成。如果网络不包含能源，如电池或发电机，那么就被称作无源网络。换句话说，如果存在一个或多个能源，?那么组合的结果为有源网络。在研究电网络的特性时，我们感兴趣的是确定电路的电压和电流。因为网络由无源电路元件组成，所以必须首先定义这些元件的电特性.?就电阻来说，电压-电流的关系由欧姆定律给出，欧姆定律指出：电阻两端的电压等于电阻上流过的电流乘以电阻值。在数学上表达为:?u=iR?(1-1A-1)式中?u=电压，伏特；i?=?电流，安培；R?=?电阻，欧姆。?纯电感电压由法拉第定律定义，法拉第定律指出：电感两端的电压正比于流过电感的电流随时间的变化率。因此可得到：U=Ldi/dt?式中?di/dt?=?电流变化率，?安培/秒；?L?=?感应系数，?享利。?电容两端建立的电压正比于电容两极板上积累的电荷q?。因为电荷的积累可表示为电荷增量dq?的和或积分，因此得到的等式为?u=?，?式中电容量C?是与电压和电荷相关的比例常数。由定义可知，电流等于电荷随时间的变化率，可表示为i?=?dq/dt。因此电荷增量dq?等于电流乘以相应的时间增量，或dq?=?i?dt，?那么等式?(1-1A-3)?可写为式中?C?=?电容量，法拉。?归纳式(1-1A-1)、(1-1A-2)?和?(1-1A-4)描述的三种无源电路元件如图1-1A-1?所示。?注意，图中电流的参考方向为惯用的参考方向，因此流过每一个元件的电流与电压降的方向一致。?有源电气元件涉及将其它能量转换为电能，例如，电池中的电能来自其储存的化学能，?发电机的电能是旋转电枢机械能转换的结果。?有源电气元件存在两种基本形式：电压源和电流源。其理想状态为：电压源两端的电压恒定，与从电压源中流出的电流无关。因为负载变化时电压基本恒定，所以上述电池和发电机被认为是电压源。另一方面，电流源产生电流，电流的大小与电源连接的负载无关。虽然电流源在实际中不常见，但其概念的确在表示借助于等值电路的放大器件，比如晶体管中具有广泛应用。电压源和电流源的符号表示如图1-1A-2?所示。?分析电网络的一般方法是网孔分析法或回路分析法。应用于此方法的基本定律是基尔霍夫第一定律，基尔霍夫第一定律指出：一个闭合回路中的电压代数和为0，换句话说，任一闭合回路中的电压升等于电压降。网孔分析指的是：假设有一个电流——即所谓的回路电流——流过电路中的每一个回?路，求每一个回路电压降的代数和，并令其为零。?考虑图1-1A-3a?所示的电路，其由串联到电压源上的电感和电阻组成，假设回路电流i?，那么回路总的电压降为?因为在假定的电流方向上，输入电压代表电压升的方向，所以输电压在（1-1A-5）式中为负。因为电流方向是电压下降的方向，所以每一个无源元件的压降为正。利用电阻和电感压降公式，可得等式(1-1A-6)是电路电流的微分方程式。?或许在电路中，人们感兴趣的变量是电感电压而不是电感电流。正如图1-1A-1?指出的用积分代替式(1-1A-6)中的i，可得1-1A-7??UNIT 2 A?? 控制的世界简介? 控制一词的含义一般是调节、指导或者命令。控制系统大量存在于我们周围。在最抽象的意义上说，每个物理对象都是一个控制系统。控制系统被人们用来扩展自己的能力，补偿生理上的限制，或把自己从常规、单调的工作中解脱出来，或者用来节省开支。例如在现代航空器中，功率助推装置可以把飞行员的力量放大，从而克服巨大的空气阻力推动飞行控制翼面。飞行员的反应速度太慢，如果不附加阻尼偏航系统，飞行员就无法通过轻微阻尼的侧倾转向方式来驾驶飞机。自动飞行控制系统把飞行员从保持正确航向、高度和姿态的连续操作任务中解脱出来。没有了这些常规操作，飞行员可以执行其他的任务，如领航或通讯，这样就减少了所需的机组人员，降低了飞行费用。在很多情况下，控制系统的设计是基于某种理论，而不是靠直觉或试凑法。控制系统能够用来处理系统对命令、调节或扰动的动态响应。控制理论的应用基本上有两个方面：动态响应分析和控制系统设计。系统分析关注的是命令、扰动和系统参数的变化对被控对象响应的决定作用。如某动态响应是满足需要的，就不需要第二步了。如果系统不能满足要求，而且不能改变被控对象，就需要进行系统设计，来选择使动态性能达到要求的控制元件。控制理论本身分成两个部分：经典和现代。经典控制理论始于二次大战以传递函数的概念为特征，分析和设计主要在拉普拉斯域和频域内进行。现代控制理论是随着高速数字计算机的出现而发展起来的。它以状态变量的概念为特征，重点在于矩阵代数，分析和设计主要在时域。每种方法都有其优点和缺点，也各有其倡导者和反对者。与现代控制理论相比，经典方法具有指导性的优点，它把重点很少放在数学技术上，而把更多重点放