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ART 电路和电子工程基本 A 电路 heaseo aresistor, the vla-curretrelatonshipsgivn by Om law, whi sttes a voltage ars th ristors eqa tothe urent tgh t reior mltiplidb thvale of t risance.就电阻来说,电压电流的关系由欧姆定律决定。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。It mybe hat th inductor voltag rathetan te current stheaiabe o itetinteicuit.或许在电路中，人们感爱好的变量是电感电压而不是电感电流。B三相电路1 Viwed ti ligh, t wll be fund hat theanlysis of tree-phase ciuits isltte more diffiulttha thtof sig-pse cirus 这样看来，三相电路的分析比单相电路的分析难不了多少。2t it poer factor，he poer n sinle-phase cicitis zo twic eah cycle在功率因数为时，单相电路里的功率值每个周波有两次为零。3tshld benoted that if he polary ofpint A wth se N ( ) is ssumd fr thepositive haf-ccle,hn when ed n t samephasordiagram should be rawnoppose to, or 18 utof pha wth, .应当注意,如果把A点相对于N的极性（ )定为正半周，那么 在用于同一相量图中时就应当画得同 相反，即相位差为8。 运算放大器1 ne poem with leonc dicescorrspndin o thgeneraizedampifir sthat the is， AUorAI,depnd up nernal propeieothe oprtsystm.相应于像广义放大器这样的电子装置，一种问题就是增益 AU 或者 ,它们取决于两输入端系统的内部特性。2 Thi ine of thkey fetures OAp eige tion of thecrcui on sgnasdepndsnly o theextenal elments wch can e easly vae b the dsige nd which do notdepend up e detailed hracer fth p-Amp sel.这是运算放大器设计的重要特性之一在信号作用下，电路的动作仅取决于可以容易被设计者变化的外部元件，而不取决于运算放大器自身的细节特性。B 晶体管1 ut very imply smicductor mterial ionewhic can b “dopd” t produce apredominace o electon r mobilengtve chrges (N-tye)； o “hol”r postie chag (P-pe）.简朴地说,半导体是这样一种物质,它可以通过“掺杂”来产生多余的电子，又称自由电子(N型）;或者产生“空穴”，又称正电子（P型)。2 TO1 is he oriinal ransstr aea cylrica “cn” withthe tre eds ergig n trianuar aten fothe tto.oking at te base， the upe lead in te “tringle” ith bae, he oneto te ight （mark by a colo ot） the ollecto and he on o the lef h emitter.TO1是最早的一种晶体管形状即一种带有三个引脚的圆柱体“外罩”,这三个引脚在底部形成三角状。一方面要注意的是,“三角形”上面的引脚是基极，其右面的引脚（由一种彩色点标出)为集电极，其左面的引脚为发射极。 逻辑变量与触发器1 We shanw biefly discus relevanc f such terminoloy, adio dogw shal bring ou tepecil aptnes of th esignains “tru” an “fase”toidefh osible values ofaabe. 目前我们将简要地讨论一下这些术语之间的关联,并在此过程中阐明用标示“真”和“假”来辨认一种变量的也许值的特殊用途。2 Jutaother gbra deal wih variableswhic ave a numrical signiiance,oolean lgeba deals with propsitins isnfectie tol fo anayzing thereationis betwe ropotios whch llowonly two mutuay xcsve leraives和其她解决有数字意义的变量的代数同样,布尔代数解决的是命题,并且布尔代数对于分析仅有两个互反变量命题之间的关系是一种有效的工具。3 hre sageneralevailng atte indigialsytems t view gic 0 as a asic, udtrbd, unperbed,quiecnt stt ad toview th loi 1 states the eite, active,effctive sae, ie.， te state ridt “rsmti as apned.”在数字系统中，普遍的观点是把逻辑当作一种基本的、无干扰的、稳定的、静止的状态，把逻辑1当作一种鼓励的、活跃的、有效的状态,也就是说,这种状态是发生在“某种操作动作之后”。B 二进制数字系统1Such evisprat wellin atwate o bnary ystem,sinondcion and cutffas he peraing tt, as aest bnar number ste i gneay emplyedi nterna peains n digilcmputes.将导通和关断作为工作状态,这样的装置可以在两态即二进制系统中运营，因此数字计算机中的内部操作一般采用二进制系统。2 Giventhebaic ia of ahin fpsitive and negativ, opositive nd zro， or zro and neaivpulses as rpresenininry1s nd 0， ther aremn posible code in whhthepuses might e tasitd.给出一串正脉冲和负脉冲，或正脉冲和零,或者零和负脉冲来表达二进制的1及时，就会有许多这些脉冲可以传递的码。A 功率半导体器件Power dioe rvdeunconrolledrectfcation of ower an r used in aliaions su as elctrt, anoizing, battery chrging, weldig, powerpplie (DCnd AC),andvarabefeuncy drivs.电力二极管提供不可控的整流电源,这些电源有很广的应用,如:电镀、电极氧化、电池充电、焊接、交直流电源和变频驱动。 2 A ate tn-of thyistor (GO)， s te name ndits, isbsicala thyristor-type deice that an turned oby a small pitive ate crrent se， ut n aditi,hs he cpbiiyo bng turned off b negative gate crrent pl门极可关断晶闸管，顾名思义,是一种晶闸管类型的器件。同其她晶闸管同样，它可以由一种小的正门极电流脉冲触发,但除此之外,它还能被负门极电流脉冲关断。3 Such a gat curretpulse of veryshtduration andver lre i/d has sal energy conent ad ca beuplied bymltiple MSFETin parle wih ultra-low kage indacen te dve circui.这样一种持续时间非常短、i/dt非常大、能量又较小的门极电流脉冲可以由多种并联的MOST来提供,并且驱动电路中的漏感要特别低。 B 电力电子变换器 The efficiency ohe rectiirs s ver high， typicaly in h icini 98%, bcausedviceconducton oss is low and witchin lsis patcaly neible.由于器件开通时损耗低，且其开关损耗几乎可忽视不计,故该类整流器的效率很高,典型值约为98%。2Aarile tge ource n convredto a vaiable curt our byconncto alarge indutance eres n cntrllig th votagwithin afeebak currencontrolloop.通过串联大电感,可变电压源可以在电流反馈控制回路的控制下转换为可变电流源。A 直流电机分类 Each of teseotr has different arctersticsdu t its basic ircuit arrneme dhysical roperte.每种类型的电动机由于其基本电路的不同而具有不同的特性和物理特性。2 onldifference, in mostases， i hath genertor cts a voltgesurcewhile temtor fncios samehanicl pr conversiondevice.诸多状况下,两者的唯一区别在于发电机常作为电压源,而电动机常作为机械能转换装置。 A dereae infeldcrent reuces thesregth of the eletroage fied Whe e ield flu is decresd, th armtullrtt faste， due to rddmagnetc-field interacon励磁电流的减小会使磁场削弱。当磁通减少时，转子会由于与削弱的磁场互相作用而加速旋转。 直流传动的闭环控制1 ny poitie peederror, causeyeiteran increse in the sped comma r n icrase in he lod torque, podusa higher crret reernceI*.由速度给定或负载转矩的增长所引起的任何正的速度偏差，都会产生更大的参照电流值a*。2hs err s correcedatthaxmu prmsbl rmatre urnt util the speeeror bcoes sml nd the crrent ler ome ou of saaion在最大容许电枢I下纠正速度偏差,直到速度偏差减小且限流装置退出饱和状态。A 交流机 eecti effet of lotad pae amonic e to on-e win dstbutio, it canesw that a snua three-phaseaancd power suppy nthethreeae satorindng ceats ynchronoly ttingmageticfield.如果忽视槽和由于非抱负分布的绕组产生的空间谐波的影响，可以证明，在三相定子绕组中能以三相对称电源建立一种同步旋转的旋转磁场。 The rtor wning will be subjected o eepnmagneti feld, and haeinducngcrent i hhortccuid roto转子绕组切割磁场，就会在短路的转子中产生感应电流。 3 This i i contrst to a maine with acylndrilrotstrctre hing uniform aigp (suc asan idution oto)， define anonsalint ole machine与其(凸极式同步机）相应的另一种电机是有均匀气隙的圆柱体形转子构造的电机(与异步机相似),定义为隐极式同步电机。4 For eaml，the tato-pol pai A- s ene n th otor polepa aa aproachst o podce te toque b mantic l， btis e-enerized whn polealgnmen ocs.例如，当转子极对-a接近定子极对A-时,定子极对A-被通电,通过磁拉力产生转矩,当两个极对重叠时,定子极对A-A断电。 B 感应电机传动装置1 wever， as te feency isincreased，the machinagfux fall cauing low evelodtque capably然而随着频率增长，电机的气隙磁通下降，导致产生的转矩减少。 I well-desgned M dre, the comutai feuency should beincrased as ermitted bth deices so tootain a good balance between theincreaseoinvertrlss nddcrease fmchneoss.在设计完善的PWM传动系统中，应在器件容许的条件下增长换相频率，以便在逆变器损耗的增长和电机损耗的减少之间找到一种合适的平衡点。 电力系统 1 citiesnd other arswheeopenlie crea sft haza oare cnidered nttractive， nlated ndeground cals aresed oiributon.在都市和其他地区,明线存在安全隐患或者被觉得影响美观,因此使用绝缘地下电缆进行配电。2 achiliy that agrees to shre gas an icrasdreseve caaity, use of larr，moe ffcen nertors, and th aliy respond o lca power falure by obaining negyfroma lining gd批准共享的每个电力公司可以获得不断增长的储藏功率，使用更大、效率更高的发电机，从电网中获取电能以应对局部电力故障。3Inuctancend cactance reactwith tndncy to uliy oe anohe.电感和电容的作用能互相抵消。B 电力系统自动化 Metervalus uh as man nd pak ar sd thithe meer to ceate itoicalinfmtin abot te ctity oftwer sstem.测量值，如需求量和峰值,可以保存在仪表中，用于创立电力系统运营的历史信息。 Sbstaton integration refers tocomining da fr thIEDs lal to sstins that thr is asingepoitocontact in the bstaton for all of the IC dt.变电站集成指的是将局部和整个变电站的ID数据进行组合,于是对于变电站内所有I&C数据，只有一种单联系点。 3 Te comunicans inutry useshe term cent/srver fadeviceha acts as mase, r lient， etivina frm sme deis and thencs as a slave,orrver, seding hs at to oher devcs通信行业对设备使用术语客户/服务器， 该设备作为主设备或客户从其他设备得到数据,然后作为从设备或服务器向其他设备发送数据。PART2 控制理论 A 控制的世界 Threacnim ofua lois o swo aleim hrto fy an araf wi a lightlydmd Duchrll mode without w damper ysem.飞行员的反映速度太慢，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。2 Sice the otu i fed bak i a fntional fr determined b thenatue th ebac elmentsand then ubractd fo theipu由于输出会以由反馈部件特性决定的函数形式反馈回来，然后从输入中减去B 传递函数和拉普拉斯变换1 Tedesignerqickl bcmeadet n relaig ansinthalace domai tobeavior n h timedman wthout actually having to slve te systm equtns设计人员不久就会纯熟地把拉普拉斯域的变化与时域状态联系起来，而不需真地解系统方程(时域)。 稳定性和时域响应Th ale scontned hrizotall andveticalyun only zerosaebtained.这张表向水平(向右）垂直(向下）方向延伸，直到得到的都是零为止。B 稳态 1 he prinipleof serpotio old, 叠加原理成立，,thus elimnatin te vloctyeo， nd by eing intocd ahead of the oint of enty ofthe diturbanceint the systm, limnat th steaeerro resulng oma step in teistace.，这样通过在系统扰动进入点之前引入（积分环节）,可消除由扰动输入中的阶跃(成分）导致的稳态误差。 根轨迹1 as any snge paramter,such as gain tim onsta, i aried fro ero to it.当任意单一参数，如增益或时间常数,从零变到无穷时。2 hese effecsincrease in trenghwith ecresing distane随着到原点距离的减小,它们的作用强度会增长。此处stne指零(极)点到原点的距离。3 oingor he weake ect of thadded poe, which s enad at10 tims te dstnceto theoiin, thzero忽视常被置于1倍于零点到原点距离处的附加极点的单薄作用，零点B 频率相应措施:奈氏图 The ind ladingo a trcng radar annn, oreaml,reuts from mean elocty compnnt tat ariswith ime pus superimpsed ranom gust.例如,跟踪雷达天线的风力负载是由一种随时间变化的平均速度成分与叠加的随机阵风构成的。2, it isnyapproiate an is suecttoiinterretaion. 只是近似的并且容易判断错误。3 t is lo t eaive phase shit (i.， lockwiserotation) oZ(s)P() which wil make urve pass throuh .它也是能使曲线通过-点的Z(s)/(s)的负相位移动(即顺时针旋转)的角度。A 频率响应法:波特图 1Thi salso tru for tlads corespondng to tsimple and qudrai la elow.相应于背面的一次和二次滞后的超前环节也是这样。2To esre a speifiedattenuaton (euton) f nosecompoens inte ipu aboe acertan eqenc should be below a certainlevel.为保证对输入中高于一定频率的噪声成分指定的衰减,（伯德图中M）应低于某一水平。B 非线性控制系统1 nsea， a nubr of tehniqus exst,achf lmted puroseandliteapliaility.有几种技术存在，但有各自限定的目的和限定的合用范畴。2 ,ordue t overap o th land n a draulic contoale pool over th port o th cyider.，或由于液压控制阀柱上的挡圈与通向液压缸的出口的重叠。3 , a inial cnditon ipu outsid the imicyle lead ton untable ransient growth whil nsiens folowg a suffcietly smalldisurbace ecay zer.，当暂态响应跟随一种足够小的扰动向零衰减的时候,一种在极限环外的初始条件或输入会导致一种不稳定的暂态增长。A 现代控制理论简介 1 Tetansiorom simpl aproxmteodel, wich a syto work ih, to ealiic model prdces two ffect.从易于解决的简朴近似模型到实际某些的模型的转换存在两方面问题。 It provdes n ealfomulion fr computeimpmtond is repnsible fouhf the poges n optiitiontheory.它（现代控制理论)为计算机实现提供了抱负的公式化措施,并对最优化理论的发展起了重要作用。s farastestae at t1 s concrned, t make difrence hw the initialates attaind就1时刻的状态而言，它与初始状态是如何实现的无关。 Ths thestate att onsttt a complete isory ofhe syste eaior ror to t0, insofar s a ory affects futur behavir.因此,t时刻的状态构成了t0此前系统活动状态的历史,这个历史状态在一定范畴内影响（系统)将来的行为。B 状态方程1Intranfer untin mdls thes euatins ae ransformed and ariables are eliminatedbten he to findthe reltion betweenselected input andoutput vriabs.在传递函数模型中，这些方程通过(拉氏）变换,并消去中间变量，以求得选定的输入输出变量间的关系。2The generalid oordnats and momet of Hamiltin adaganan mhnics are, in ft, ae o stte varibles事实上，哈密尔顿和拉格朗日力学的广义坐标和动量就是一组状态变量。 可控性,可观性和稳定性 Since copleeste cntrolbility de not neesarly menomplete ontrolof the utput, and vice es, cmplete outputonrollalitys spatl dene in the sam anne.由于状态完全能控性不一定意味着输出的完全可控,并且反之亦然,因此输出完全能控性以类似的方式单独定义。2nl local ayptotic sailty witespect to theetablihe eqiliiu stte an beguaratedo ir anals.只有相对于(系统)建立的平衡状态的局域渐近稳定才干保证线性分析(可以应用)。B 最优控制系统1 Comple cntrolability i the mtheaic snse s a necesaybutnot sficintcodtionfor th extenceo an optimal coto.在数学意义上，完全能控是最优控制存在的必要条件但非充足条件。2 maematcally that s. 数学上是如此的。3Wth he eetion ofsoe linear pnts， th vartional approcho Potryaminimm pincileldto a nonlinear t-n bonar-valuepbthat mst be soe y nerical mhd.除去某些线性控制对象外，庞垂根最小原理的推论引出了一种必须用以数字表达的措施求解的问题。A 老式控制与智能控制1he erm“cnveiona (or tatonl)cotrol” i sed hee t refer to te theoris and hodttwr eveloped i te pastecades o cntrl ynamica stems,thebehavr of whic is primilyscrib y differta and diferencequations“老式控制”这个术语是指在过去的几十年里发展起来的用于控制以微分和差分方程表述的动态系统的理论和措施。2 ecseintelligentcotolddress moe geeal cntolos t also incle proems addressedbycnntion ontrl, tis rateriffiut o come ithmingul bch mark xample.由于智能控制解决了涉及老式控制解决的问题在内的更多更广泛的问题，因此提出有代表性的例子相称困难。 Note thattprecise definition of “iteligce” ha been eludin mankinforthousans of years我们注意到“智能”的精拟定义已经数千年不为人类所知了。B 人工神经网络 1 mr of hiddenen musbedetermine othathe netwo erforms its bes,on fthe methosused ofen s trial and rrr.必须拟定隐含神经元的数量以使网络性能最优，一种常用的措施是试凑法。2 eural networksare erfrminguccesfuly wee oher mehodsdot,recognizng and mtching comlicated,gue， oricompee ptterns神经网络在辨认匹配复杂、模糊和不完整图案的问题上得到了成功的应用，而其她措施对此问题无能为力。RT 3 计算机控制技术 A 计算机的构造与功能1 ow instructieecutin ccle brokendownnto its vaiouscomponents指令执行周期如何分解成不同的部分。2 One way toachie eaningfu pattensis to divide uphe bisint fields一种得到（指令）有效形式的措施是将(这些）位提成段3 Themajorito compe tasks ivolv th U, but geat mount of t moveentis requirein orde make us te ALUinstuction. 计算机的大多数工作波及到AU(逻辑运算单元)，但为了使用U指令,需要传送大量的数据。 计算机与网络基本1 Sm INPUT DEICEalw direhumn/cine comuniction,whilesome f reqre dta to berecored o n inpu mdium scha a magnetbe mteial有些输入设备容许直接的人机对话,而有些输入设备则需要先将数据存储在诸如磁性材料等输入介质上。2 coectedrectlyto (or ONLIN t) a comuter onie与“直接连接”的概念不同,前者是“联机”,此处是指工作站键盘与主机连在一起工作,后者是指“物理连接”。Simiarly，a a la levelwitn,sy, nl builin句中的say是“例如说”的意思。A 外部信号与设备的接口1 ths ineace, e s a “trsate”bufe hich hnit is eabledwill force the rcssor bus to hvee samnar ue as he exte daa lines.在这种接口中，有一种三态缓冲器,它能迫使解决器总线与外部数据线有相似的二进制值。2 U is thenrmved an a knw neativ contan reerenc votag U is iteratedwih produce rmp ow.然后去掉i，对一种已知的负常数参照电压U积分以产生一种下降的斜坡。B 计算机的应用1 ute siulation as a powerfu analytic tol widely seisienfi resarch and engineerig desig deonstrts urivalled advntages.作为一种广泛应用于科学研究和工程设计的有力分析工具，计算机仿真显示出无与伦比的长处。 Data, igams, abls, tc.shoingit sape,dimnsio， stucture，fabricatio nd he materil iti mefrrenput as he stware requres表达产品形状、尺寸、构造、构成和制造材料的数据、图形和表格等将按软件的需求输入。3Th solutionto tt problem ws then baed o asynchronoulow-peed lines orgnized in either artpogwith lnededted t each terminal, or a tree topology wit ultidrop ins.此问题的解决基于异步低速的传播线,其构造可以是每台终端单配一线的星状拓扑构造，也可以是多分支线的树状拓扑构造。 A PLC概述 1 Oe ca aimlmn a gawa by ea o an P DX seve, a SCADppicatonor a specificommuicationc suh te APPLICOM on.句中的DX即OLE or roeConolDa Echage. OLE(bc Liningand mbedng) 为对象的链接与嵌入,SADA(SupevoryCntrol Adaa Acquisiti)为数据采集与监视控制系统。B AC新一代工业控制系统， 可编程自动化控制的将来1 S the“tweny erente”eiter ived wthoutctioality ot silyaccmlshd ha PC o cobled toether a system tatncluded a PL for hecontrolportion of te cde and PC or he moe avncdfnctionlit.因此那些要开发“20%应用”的工程师们要么使用一种PC，无法轻松实现系统所需的功能,要么采用既涉及PLC又涉及P的混合系统，她们运用PLC来执行代码的控制部分，用PC来实现更高档的功能。2 Mtiai funcionaity, Alast2 of logi,oton，I contr, dives， ad prcsonasnle patfom.多功能性,在一种平台上有逻辑、运动、PID控制、驱动和解决中的至少两种以上功能。 Single muti-disiplne evepment plarm orporaingcomon ainganda sigle daaase foraceso alarameters nd fnction.单一的多规程开发平台使用通用标签和单一的数据库来访问所有的参数和功能。4These RTSs proi thecapabiliy to contrl ll aspectsfe onrol system， frmte IO read and writ rates t th priori of ddual thrads spawnedon thecntlr. 这些RTOS能控制系统的各个层面，从IO读写速率到控制器上各个线程的优先级。 单片机基本1Thesil-p microcomputr is he cuinato ofboththe dveopmn of he diital comtr an the iteated circuit, arguly te tw most ignificannenions the 20th century.单片机是数字计算机和集成电路发展中的一种顶峰，而这两者可以说是20世纪的两项最故意义的发明。2o-chipROM 译为“片内ROM”。 理解数字信号解决器和它的用途1Ta, ter is in fct brrig bew theroles fmcoproceor and digtalsignal ocsor目前，微解决器和数字信号解决器两者的任务界线已经变得模糊了。 We ar nwinthe orld ofcomputin ad oftwaewhermanpionf binrumber isbad an utter tuff.我们目前生活在计算机和软件的世界中,在这个世界中，二进制数字的解决就好比是面包和黄油，不可缺少。3 e exactintoleranes demanded ffilts ispeech processig sysm simply could not bemantand oertme wih nalg teciques， ubecastheyare totemperaturerft, ompnet toleaces， and agin.在语音解决系统里使用模拟技术,滤波器对误差的苛刻规定就得不到保证,这重要由于模拟技术存在温度漂移、元件误差和老化等问题。4 In theroess of eeang thes sybols, pecalering is perfomed osape the ulated sig， o tat as muchd can b pake intoe imited banth of tlephe ael as poil.在生成这些符号的过程中，用专门的滤波器完毕已调信号的整形，以便让尽量多的数据可以压缩进带宽有限的电话信道。PAT 过程控制 过程控制系统1 prvided terar n hea losses o surrundins prod:只要，是表达条件关系的连词。2 Tatis, wwantto haveistumntsat cr h variales wthutreqiringintrvention fo h operaor. 这就是说，我们需要某些不用操作人员介入就可控制这些变量的设备。B 过程控制的基本要素1Ts, thmany prinplesin autoatic ocess contol apy to bhcase.因而，自动过程控制中的诸多原理对两者都合用。 3 The it ignalmay b 4 to 20 mA nthe utput to15 sig输入信号在到20mA之间，输出信号在3到15 ig之间。 传感器和变送器1 The v do t hav t be eo i rde to b cll the zero f theinstmen.仪表的零点并不一定就是零。2 gpm = gallon er miue每分钟加仑数。 Tsexpsion shows that t gain is not contat bt rathr funcion of fl此体现式阐明增益不是常量，而是一种时间的函数。 终端控制元件和控制器 Thrtling lowsat cnrolvalvesae all abu控制阀的作用就是调节流量。2 s may notneesaiy be th est overl opeatio; thai， theenginneeds t ook at th complete pt rahr thanoly one ice ofquiment.这并不一定是最安全的全局操作,也就是说，工程师应从整个工厂着眼,而不是仅注意某一台设备。 控制器和控制器1 Proonl on conrolles ave headvantage of nl oe tuning aramr， K.纯比例控制器的长处是只需整定一种参数Kc。
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