《专业英语》课件(4)-The_World_of_Control

1、1回顾与复习回顾与复习单词与短语中英互译：单词与短语中英互译： flip-flop 逻辑变量逻辑变量 operation 当且仅当当且仅当 inhibit 命题命题 cross-coupled 互补的互补的 presumable 推断推断 2科技英语语法科技英语语法词类词类四、四、 动词动词1. 分类分类(1) 连系动词连系动词 常见：常见：be (is 、am、are) 由由“普通动词普通动词+adj.”演变来的连系动词演变来的连系动词如：如：look、remain、appear、seem、prove、get、(2) 助动词助动词 do (does) 半助动词：不及物动词半助动词：不及物动词

2、+动词不定式动词不定式e.g: In the universe, there appear to be only two kinds of electric charge.3(3) 情态动词情态动词 can/may/must/have to/need/shall/will(4) 实义动词实义动词五、五、 副词副词1. 副词在句中的位置灵活（句首、句中、句尾）副词在句中的位置灵活（句首、句中、句尾）2. 语法功能语法功能(1) 作状语作状语 可用来修饰动词、形容词、其他副词、介词短语、可用来修饰动词、形容词、其他副词、介词短语、从句、整个句子等。从句、整个句子等。(2) 作表语（在科技文中主要表

3、示状态）作表语（在科技文中主要表示状态）E.g: That switch is off. 那开关打开着。那开关打开着。 Transistor Q2 in on. 晶体管晶体管Q2处于导通状态。处于导通状态。4(3) 作补足语作补足语 e.g: This signal can make transistor Q1 on. 这个信号能使晶体管这个信号能使晶体管Q1导通。导通。(4) 作定语（只能做后置定语）作定语（只能做后置定语） 表示地点的副词：表示地点的副词：here、there、above、below、around、 nearby、up、down、on等。等。 e.g1: The two e

4、quations above are of great importance. 上面的两个方程很重要。上面的两个方程很重要。 e.g2: The capacitance of a capacitor depends on the size of the plates and their distance apart. 电容器的容量取决于平板的大小及其分开的距离。电容器的容量取决于平板的大小及其分开的距离。5 表示时间的副词（表示时间的副词（now、then、today等）等） e.g: The computer today is much smaller and better than the

5、 computer yesterday. 现今的计算机要比过去的计算机小得多且要好得现今的计算机要比过去的计算机小得多且要好得多。多。 数量状语数量状语+adv. e.g: This data will be sent to the center of computation three miles away. 这个数据将发送到这个数据将发送到3英里外的计算中心。英里外的计算中心。6六、形容词六、形容词1. 形容词的语法功能形容词的语法功能(1) 作表语作表语 e.g: The computer is very small. 这台计算机很小。这台计算机很小。(2) 作补足语作补足语 e.g:

6、The heat convection makes the room warm. 热对流使房间变得暖和了。热对流使房间变得暖和了。(3) 作定语作定语 某些形容词作后置定语主要是为了加强语气。常见某些形容词作后置定语主要是为了加强语气。常见的有：的有：available、obtainable、responsible、permissible、necessary、possible等等7 e.g1: All the devices necessary are conventional. 所需的一切设备都是常规的。所需的一切设备都是常规的。 e.g2: Even in this case, there

7、 are two directions possible. 甚至在这种情况下，存在两种可能的方向。甚至在这种情况下，存在两种可能的方向。 present(存在的、出现的存在的、出现的)、else(其它的、别的其它的、别的)、whatever(任何的任何的)必须作后置定语必须作后置定语 e.g1: This charge interacts with other charges present. 这个电荷与出现的其它电荷相互作用。这个电荷与出现的其它电荷相互作用。 e.g2: In this case, no rotation whatever will result. 在这种情况下，不会产生任

8、何转动。在这种情况下，不会产生任何转动。8 adj.只能放在由只能放在由some、every、any、no与与thing、body、one构成的不定代词后。构成的不定代词后。 e.g1: Now there is nothing mysterious about computer. 现在计算机没有什么神秘了。现在计算机没有什么神秘了。 e.g2: Everything electronic will be done digitally. 所有的电子设备都将数字化。所有的电子设备都将数字化。 由由and，bothand，or，eitheror等连接的两个等连接的两个或多个形容词作后置定语。或多个

9、形容词作后置定语。 e.g: There are many problems, both technological and financial, that remain to be solved. 有许多问题有待解决，既有技术的，也有财政的。有许多问题有待解决，既有技术的，也有财政的。9 “数量词数量词+adj.”作后置定语。作后置定语。 e.g: Let us consider a current-carrying wire 10 meters long. 让我们来考虑一下一根让我们来考虑一下一根10米长的载流导线。米长的载流导线。七、名词七、名词1. 名词短语作定语名词短语作定语(1)

10、前置定语前置定语 e.g: Aerospace Application of Artificial Intelligence Annual Conference. 人工智能在航空方面的应用年会。人工智能在航空方面的应用年会。10(2) 后置定语后置定语 e.g: In six years, we will have a computer the size of a watch. 六年后，我们将会有手表那么大的计算机了。六年后，我们将会有手表那么大的计算机了。2. 名词短语作状语名词短语作状语 (1) 表示数量、时间、距离等。表示数量、时间、距离等。 e.g: During this time,

11、 each particle advances a distance. 在这段时间里，每个质点前进了一段距离。在这段时间里，每个质点前进了一段距离。 (2) 表示方式、方面。表示方式、方面。 e.g: The device is water resistant. 这个设备防水。这个设备防水。 Transistors are temperature senstive. 晶体管对温晶体管对温度灵敏。度灵敏。113. 名词短语作句子同位语名词短语作句子同位语(1) 句型句型1：一个句子，：一个句子，a(an)+adj.+n.(singl.) e.g: The car noses up when it

12、 accelerates, a familiar effect. 当汽车加速时，车头会抬头，这是一种熟悉的效应。当汽车加速时，车头会抬头，这是一种熟悉的效应。(2) 句型句型2：一个句子，：一个句子，a(an)+n.(singl.)+后置定语后置定语 e.g: Sometimes an impedance is purely real, a condition known as resonance. 有时候阻抗为纯实数，这种情况称为有时候阻抗为纯实数，这种情况称为“谐振谐振”。124. 名词短语作主语的同位语名词短语作主语的同位语 e.g: An instrument for measurin

13、g electric resistance, the ohmmeter is widely used in electrical engineering. 欧姆表是测量电阻的一种仪表，被广泛应用于电气欧姆表是测量电阻的一种仪表，被广泛应用于电气工程中。工程中。13P2U1A The World of Control背景知识：背景知识：自动控制理论是分析和设计自动控制系自动控制理论是分析和设计自动控制系统的学科。自动控制理论可以大致分为统的学科。自动控制理论可以大致分为“经典控制经典控制理论理论”和和“现代控制理论现代控制理论”。自动控制系统可以分。自动控制系统可以分为：开环系统和闭环系统（反馈

14、系统）、连续系统为：开环系统和闭环系统（反馈系统）、连续系统和离散系统、线性系统和非线性系统、时不变（定和离散系统、线性系统和非线性系统、时不变（定常）系统和时变系统、集中参数系统和分布参数系常）系统和时变系统、集中参数系统和分布参数系统、确定系统和随机系统、单变量系统和多变量系统、确定系统和随机系统、单变量系统和多变量系统。统。14阅读文章回答下列问题：阅读文章回答下列问题：1. What are control systems designed by humans for?2. What is the application of control theory? And how does

15、it take effect?3. What is the difference between classical and modern control theory? 4Why is a closed-loop system often referred to as a negative feedback system?5. What are continuous and discrete systems?6. What are Lumped parameter systems different from distributed parameter systems? P2U1A The

16、World of Control P2U1A The World of Control 控制的世界控制的世界15生词与短语：生词与短语： direct v. 指导指导 physical a. 自身的，物理的自身的，物理的 compensate v. 补偿补偿 relieve v. 减轻，免除减轻，免除 free v. 释放，使自由释放，使自由 phase n. 方面，阶段方面，阶段 satisfactory a. 满意的满意的 category n. 种类种类 principal a. 主要的主要的 emphasis v. 强调强调 emphasis onP2U1A The World of

17、Control P2U1A The World of Control 控制的世界控制的世界16 adequate a. 足够的足够的 aid v. 帮助帮助 terminology n. 术语术语 classification n. 分类分类 subtract v. 减去减去 analog n. 类似物类似物 investigation n. 调查，研究调查，研究 interrelated a. 相关的相关的 sequence n. 序列序列 rigid a. 固定的固定的 inclusive a. 包含的包含的P2U1A The World of Control P2U1A The Worl

18、d of Control 控制的世界控制的世界17难句解释：难句解释：1 The reaction time of a human pilot is too slow to enable him or her to fly an aircraft with a lightly damped Dutch roll mode without a yaw damper system. 飞行员的反应速度太慢，如果不附加阻尼偏航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。式来驾驶飞机。 tooto : 太太以至

19、于不能以至于不能P2U1A The World of Control P2U1A The World of Control 控制的世界控制的世界182 Since the output is fed back in a functional form determined by the nature of the feedback elements and then subtracted from the input 因为输出会以由反馈部件特性决定的函数因为输出会以由反馈部件特性决定的函数形式反馈回来，然后从输入中减去形式反馈回来，然后从输入中减去 subtracted from : 从从 中

20、减去中减去P2U1A The World of Control P2U1A The World of Control 控制的世界控制的世界193 Discrete variables occur naturally, as from a scanning radar that obtains position data once per scan or a data channel that transmits many pieces of information in turn. 就像从扫描雷达每次扫描中获得位置数据或就像从扫描雷达每次扫描中获得位置数据或者从轮流传输数据的通道获取信息一样，

21、很自然者从轮流传输数据的通道获取信息一样，很自然地就得到可离散变量。地就得到可离散变量。 as : 就如，就像就如，就像 in turn: 轮流轮流P2U1A The World of Control P2U1A The World of Control 控制的世界控制的世界204 Lumped parameter systems are those for which physical characteristics are assumed to be concentrated in one or more lumps and thus independent of any spatial

22、distribution. 集中参数系统是指这样一些系统，其物理特集中参数系统是指这样一些系统，其物理特性都集中在一个或者多个集中体上，因此与空性都集中在一个或者多个集中体上，因此与空间分布无关。间分布无关。 independent of : 与与无关无关P2U1A The World of Control P2U1A The World of Control 控制的世界控制的世界215 In effect, bodies are assumed rigid and treated as point massed; springs are massless and electrical lea

23、ds resistanceless, suitable corrections are made to the system mass or resistance; temperature are uniform; etc. 在作用下，物体被假设为是刚体并且质量都集在作用下，物体被假设为是刚体并且质量都集中在一点上，弹簧的质量可以忽略；导线的电阻为中在一点上，弹簧的质量可以忽略；导线的电阻为零；或者是可以得到合适的关系式使得系统的质量、零；或者是可以得到合适的关系式使得系统的质量、电阻和温度的分布是均匀的。电阻和温度的分布是均匀的。P2U1A The World of Control P2U1

24、A The World of Control 控制的世界控制的世界226 A system or variable is deterministic if its future behavior is both predictable and repeatable within reasonable limits. If not, the system or variable is called stochastic or random. 如果一个系统或者变量的将来行为如果一个系统或者变量的将来行为在合理的限制在合理的限制下下是可预测和重复的，那么这个系统或者变量就是确是可预测和重复的，那么这

25、个系统或者变量就是确定的。否则，该系统或者变量就称作随机或者任意的。定的。否则，该系统或者变量就称作随机或者任意的。采用概率论来分析随机系统和具有随机输入的确定系采用概率论来分析随机系统和具有随机输入的确定系统。统。P2U1A The World of Control P2U1A The World of Control 控制的世界控制的世界237 Control system engineering consists of analysis and design of control configurations. Analysis is the investigation of the p

26、roperties of an existing system. The design problem is one choice and arrangement of system components to perform a specific task. 控制系统工程包括分析和控制结果的设计。分析控制系统工程包括分析和控制结果的设计。分析是对已经存在的系统的特性的研究。而设计问题是对是对已经存在的系统的特性的研究。而设计问题是对系统元件的一种选择和安排以完成特定的任务。系统元件的一种选择和安排以完成特定的任务。P2U1A The World of Control P2U1A The Wo

27、rld of Control 控制的世界控制的世界24翻译示例：翻译示例： A 控制的世界控制的世界简介简介 控制一词的含义一般是调节、指导或者命令。控制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。物理对象都是一个控制系统。P2U1A The World of Control P2U1A The World of Control 控制的世界控制的世界25 控制系统被人们用来扩展自己的能力，补偿生理上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

28、作中解脱出来，或的限制，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。动飞行控制翼面。飞行员的反应速度太慢，如果不附加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。方式来驾驶飞机。自动飞行控制系统把飞行员从保持正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。没有确航向、

29、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，降低了飞行费或通讯，这样就减少了所需的机组人员，降低了飞行费用。用。P2U1A The World of Control P2U1A The World of Control 控制的世界控制的世界26P2U1A The World of Control P2U1A The World of Control 控制的世界控制的世界 在很多情况下，控制系统的设计是基于某种理论，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

30、觉或试凑法。控制系统能够用来处理系统对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

31、态性能达到要求象，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。的控制元件。27 控制理论本身分成两个部分：经典和现代。经典控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

32、各有其倡导者在时域。每种方法都有其优点和缺点，也各有其倡导者和反对者。和反对者。P2U1A The World of Control P2U1A The World of Control 控制的世界控制的世界28P2U1A The World of Control P2U1A The World of Control 控制的世界控制的世界 与现代控制理论相比，经典方法具有指导性的优点，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。而且在许多设计情况中，经典方法既简单也完理解上。而且在许多设计

33、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，而且可足，但它的解可以对应用现代方法起辅助作用，而且可以对设计进行更完整和准确的检查。由于这些原因，后以对设计进行更完整和准确的检查。由于这些原因，后续的章节将详细地介绍经典控制理论。续的章节将详细地介绍经典控制理论。 29P2U1A The World of Control P2U1A The World of Control 控制的世界控制的世界 控制系统的分类和术语控制系统的分类和术语 控制系统可根据系统本身或其参量进行分类：

34、控制系统可根据系统本身或其参量进行分类： 开环和闭环系统（如图开环和闭环系统（如图2-1A-1）：开环控制系统是）：开环控制系统是控制行为与输出无关的系统。而闭环系统，其被控对象控制行为与输出无关的系统。而闭环系统，其被控对象的输入在某种程度上依赖于实际的输出。因为输出以由的输入在某种程度上依赖于实际的输出。因为输出以由反馈元件决定的一种函数形式反馈回来，然后被输入减反馈元件决定的一种函数形式反馈回来，然后被输入减去。闭环系统通常是指负反馈系统或简称为反馈系统。去。闭环系统通常是指负反馈系统或简称为反馈系统。30 连续和离散系统：所有变量都是时间的连续函数连续和离散系统：所有变量都是时间的连续

35、函数的系统称做连续变量或模拟系统，描述的方程是微分方的系统称做连续变量或模拟系统，描述的方程是微分方程。离散变量或数字系统有一个或多个只是在特殊时刻程。离散变量或数字系统有一个或多个只是在特殊时刻可知的变量，如图可知的变量，如图2-1A-2b，描述方程是差分方程。如，描述方程是差分方程。如果时间间隔是可控的，系统被称做数据采样系统。离散果时间间隔是可控的，系统被称做数据采样系统。离散变量随机地产生，例如：为只能接受离散数据的数字计变量随机地产生，例如：为只能接受离散数据的数字计算机提供一个输入。显然，当采样间隔减小时，离散变算机提供一个输入。显然，当采样间隔减小时，离散变量就接近一个连续变量。

36、不连续的变量，如图量就接近一个连续变量。不连续的变量，如图2-1A-2c所示，出现在开关或乓所示，出现在开关或乓-乓控制系统中。这将分别在后乓控制系统中。这将分别在后续的章节中讨论。续的章节中讨论。P2U1A The World of Control P2U1A The World of Control 控制的世界控制的世界31P2U1A The World of Control P2U1A The World of Control 控制的世界控制的世界 线性和非线性系统：如果系统所有元件都是线性线性和非线性系统：如果系统所有元件都是线性的，系统就是线性的。如果任何一个是非线性的，系统的，系统

37、就是线性的。如果任何一个是非线性的，系统就是非线性的。就是非线性的。 时变和时不变系统：一个时不变系统或静态系统，时变和时不变系统：一个时不变系统或静态系统，其参数不随时间变化。当提供一个输入时，时不变系统其参数不随时间变化。当提供一个输入时，时不变系统的输出不依赖于时间。描述系统的微分方程的系数为常的输出不依赖于时间。描述系统的微分方程的系数为常数。如果有一个或多个参数随时间变化，则系统是时变数。如果有一个或多个参数随时间变化，则系统是时变或非静态系统提供输入的时间必须已知，微分方程的系或非静态系统提供输入的时间必须已知，微分方程的系数是随时间而变化的。数是随时间而变化的。32P2U1A T

38、he World of Control P2U1A The World of Control 控制的世界控制的世界 集中参数和分散参数系统：集中参数系统是其物理集中参数和分散参数系统：集中参数系统是其物理性质被假设集中在一块或多块，从而与任何空间分布无性质被假设集中在一块或多块，从而与任何空间分布无关的系统。在作用上，物体被假设为刚性的，被作为质关的系统。在作用上，物体被假设为刚性的，被作为质点处理；弹簧是没有质量的，电线是没有电阻的，或者点处理；弹簧是没有质量的，电线是没有电阻的，或者对系统质量或电阻进行适当的补偿；温度在各部分是一对系统质量或电阻进行适当的补偿；温度在各部分是一致的，等等。在分布参数系统中，要考虑到物理特性的致的，等等。在分布参数系统中，要考虑到物理特性的连续空间分布。物体是有弹性的，弹簧是有分布质量的，连续空间分布。物体是有弹性的，弹簧是有分布质量的，电线具有分布电阻，温度在物体各处是不同的。集中参电线具有分布电阻，温度在物体各处是不同的。集中参数系统由常微分方程描述，而分布参数系统由偏微分方数系统由常微分方程描述，而分布参