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自动化专业英语教程完整版.doc

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B: Nonlinear Control System
Unit 5
Unit 2
B: The Application of Computer
PART 1 Electrical and Electronic Engineering Basics UNIT 1 A Electrical Networks — — — — — — — — — — — — 3 B Three-phase Circuits UNIT 2 A The Operational Amplifier — — — — — — — — — — — 5 B Transistors UNIT 3 A Logical Variables and Flip-flop — — — — — — — — — — 8 B Binary Number System UNIT 4 A Power Semiconductor Devices — — — — — — — — — — 11 B Power Electronic Converters UNIT 5 A Types of DC Motors — — — — — — — — — — — — —15 B Closed-loop Control of DC Drivers UNIT 6 A AC Machines — — — — — — — — — — — — — — —19 B Induction Motor Drive UNIT 7 A Electric Power System — — — — — — — — — — — —22 1
B Power System Automation PART 2 Control Theory UNIT 1 A The World of Control — — — — — — — — — — — —27 B The Transfer Function and the Laplace Transformation — — — — —29 UNIT 2 A Stability and the Time Response — — — — — — — — — 30 B Steady State— — — — — — — — — — — — — — —— — 31 UNIT 3 A The Root Locus — — — — — — — — — — —— — 32 B The Frequency Response Methods: Nyquist Diagrams — — — — — 33 UNIT 4 A The Frequency Response Methods: Bode Piots — — — — — 34 B Nonlinear Control System 37 UNIT 5 A Introduction to Modern Control Theory 38 B State Equations 40 UNIT 6 A Controllability, Observability, and Stability B Optimum Control Systems 2
UNIT 7 A Conventional and Intelligent Control B Artificial Neural Network PART 3 Computer Control Technology UNIT 1 A Computer Structure and Function 42 B Fundamentals of Computer and Networks 43 UNIT 2 A Interfaces to External Signals and Devices 44 B The Applications of Computers 46 UNIT 3 A PLC Overview B PACs for Industrial Control, the Future of Control UNIT 4 A Fundamentals of Single-chip Microcomputer 49 B Understanding DSP and Its Uses UNIT 5 A A First Look at Embedded Systems B Embedded Systems Design PART 4 Process Control UNIT 1 A A Process Control System 50 B Fundamentals of Process Control 52 UNIT 2 A Sensors and Transmitters 53 B Final Control Elements and Controllers UNIT 3 A P Controllers and PI Controllers B PID Controllers and Other Controllers UNIT 4 A Indicating Instruments 3
B Control Panels PART 5 Control Based on Network and Information UNIT 1 A Automation Networking Application Areas B Evolution of Control System Architecture UNIT 2 A Fundamental Issues in Networked Control Systems B Stability of NCSs with Network-induced Delay UNIT 3 A Fundamentals of the Database System B Virtual Manufacturing—A Growing Trend in Automation UNIT 4 A Concepts of Computer Integrated Manufacturing B Enterprise Resources Planning and Beyond PART 6 Synthetic Applications of Automatic Technology UNIT 1 A Recent Advances and Future Trends in Electrical Machine Drivers B System Evolution in Intelligent Buildings UNIT 2 A Industrial Robot B A General Introduction to Pattern Recognition UNIT 3 A Renewable Energy 4
B Electric Vehicles 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中的电压和 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 5
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 6
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 B 三相电路 三相电路不过是三个单相电路的组合。因为这个事实,所以平衡 三相电路的电流、电压和功率关系可通过在三相电路的组合元件中应 用单相电路的规则来研究。这样看来,三相电路比单相电路的分析难 7
不了多少。使用三相电路的原因在单相电路中,功率本身是脉动的。 在功率因数为 1 时,单相电路的功率值每个周波有两次为零。当功率 因数小于 1 时,功率在每个周波的部分时间里为负。 虽然供给三 相电路中每一相的功率是脉动的,但可证明供给平衡三相电路的总功 率是恒定的。基于此,总的来说三相电气设备的特性优于类似的单相 电气设备的特性。三相供电的机械和控制设备与相同额定容量的单相 供电的设备相比: 体积小, 重量轻,效率高。除了三相系统提供的 上述优点,三相电的传输需要的铜线仅仅是同样功率大小单相电传输 所需铜线的 3/4。三相电压的产生三相电路可由三个频率相同在时间 相位上相差 120°电角度的电动势供电。这样的三相正弦电动势如图 1-1B-1 所示。这些电动势由交流发电机的三套独立电枢线圈产生, 这三套线圈安装在发电机电枢上,互相之间相差 120°电角度。线圈 的头尾可以从发电机中全部引出,组成三个独立的单相电路。然而一 般线圈无论在内部或在外部均会相互连接,形成三线或四线三相系 统。连接三相发电机线圈有两种方法,一般来说,把任何类型的装置 连接到三相电路也存在两种方法。它们是星(Y)形联接和角(D)形 联接。大多数发电机是星(Y)形联接,但负载可以是星(Y)形联接 或角(D)形联接。 星(Y)形联接发电机的电压关系 图 1-1B-2a 表示发电机的三个线圈或相绕组。这些绕组在电枢表面上是按它们产 生的电动势在时间相位上相差 120°分布的。每一个线圈的两端均标 有字母 S 和 F (起始和终结)。图 1-1B-2a 中,所有标有 S 的线圈端 连接到一个公共点 N,三个标有 F 的线圈端被引出到接线端 A、B 和 C , 8
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