专业英语、系统工程(部分)

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1、UNIT1A电路电路或电网络由以某种方式连接的电阻器、电感器利电容器等元件组成。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，那么纽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。因为网络山无源电路元件组成，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)式中片电压,伏特;i=电流，安培；R二电阻，欧姆。纯电感电压由法拉第定律

2、定义，法拉笫定律指出：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二电流变化率，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是与电压和电荷和关的比例常数。由定义门J知，电流等于电荷随时间的变化率，对表示为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=idt,那么等式(1-1A-3)可写为式屮C=电容量，法拉。归纳式(1-1A-1)^(1-1A-2

3、)和(MA-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少电压降的方向一致。冇源电气元件涉及将其它能量转换为电能，例如，电池中的电能來自其储存的化学能，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木形式：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，电流的大小少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

4、表示借助于等值电路的放大器件，比如品体管中具有广泛应用。电压源和电流源的符号表示如图所示。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崔夫第一定律，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I叫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l-lA-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1111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

5、入电压代表电压升的方向，所以输电压在(11A-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1JA-1指出的用积分代替式(1-1A-6)中的i,可得1-1A-7UNIT2A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。在授抽彖的意义上说，每个物理对象都是一个控制系统。控制系统被人们用來扩展自己的能力，补偿生理上的限制，或把自己从常规、

6、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最放人，从而克服巨人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來驾驶飞机。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屮解脱出来。没有了这些帘规操作,飞行员可以执行其他的任务，如领航或通讯，这样就减少了所盂的机组人员，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

7、制理论的应用基本上有两个方而：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彖，就需耍进行系统设计，来选择使动态性能达到婆求的控制元件。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。每种方法都冇其优点和

8、缺点，也各冇其侶导者和反对者。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，而把更多重点放在物理理解上。而在许多设计情况中，经典方法既简单也完全足够用。在那些更复杂的情况中，经典方法虽不能满足，但它的解可以对应用现代方法起辅助作用，而