自动化专业英语教程(王宏文)第二版全文翻译

1、 timevaryingcontrollawbeused,evenifthebasicsystemislinearandtime-invariant.随着社会技术的进步，人们总是选择更高的目标。这就意味着要处理复杂的具有更多相互作用的部件的系统。由于需要更高的精度和效率控制系统的性能指标已经发生变化。经典的指标如超调量、调节时间、带宽等已经让位于最优化指标如最小能量、最小成本已经最小时间等。即使系统是线性定常的，最优控制理论通常给出非线性时变控制律。Theconceptofstateoccupiesacentralpositioninmoderncontroltheory.However,it

2、appearinmanyothertechnicalandnon-technicalcontextaswell.Inthermodynamicstheequationsofstateareprominentlyused.Binarysequentialnetworksarenormallyanalyzedintermoftheirstate.Ineverydaylife,monthlyfinancialstatementsarecommonplace.ThePresidentstateoftheUnionmeesageisanotherfamiliarexample.状态的概念在现代控制理论中

3、占据中心位置。然而其也出现在其他技术和非技术领域。在热力学中状态方程的概念被突出地使用。二进制序列网络通常使用状态的术语进行分析。在日常生活中每月的也使用财政（财务）状况。美国总统的国情咨文也是一个熟悉的例子。Inalloftheseexamplestheconceptofstateisessentiallythesame.Itisacompletesummaryofthestatusofthesystemataparticularpointintime.Knowledgeofthestateatsomeinitialtimet0plusknowledgeofthesysteminputsaf

4、tert0,allowsthedeterminationofthestateatalatertimet1.Asfarasthestateatt1isconcerned,itmakesnodifferencehowtheinitialstatewasattained.Thusthestateatt0constitutesacompletehistoryofthesystembehaviorpriortot0,insofarasthathistoryaffectsfuturebehavior.Knowledgeofthepresentstateallowsasharpseparationbetwe

5、enthepastandthefuture.在上述所有的例子中，“状态”的概念是基本相同的。“状态”完全就是系统在某个特殊时刻的“状况”的一个总结。状态在某个时刻t0的值再加上t0时刻的输入的知识可以确定以后时刻t1的状态。就t1时刻的状态而言，它与初始状态是如何实现的无关。因此，t0时刻的状态就构成了t0以前行为的历史，这个历史状态在一定程度上影响系统未来的行为。当前状态就将过去与未来作了一个截然的划分。Atanyfixedtimethestateofasystemcanbedescribedbythevaluesofasetofvariablesxicalledstatevariables

6、.Oneofthestatevariablesofathermodynamicsystemistemperatureanditsvaluecanarrangeoverthecontinuumofrealnumber.Inabinarynetworkstatevariablecantakeononlytwodiscretevalues,0or1.Notethatthestateofyourchekingaccountattheendofthemonthcanberepresentedbysinglenumber,thebalance.ThestateoftheUnioncanberepresen

7、tedbysuchthingsasgrossnationalproduct,percentunemployment,thebalanceoftradedeficit,ect.Forthesystemsconsideredinthisarticlethestatevariablesmaytakeonanyscalarvalue,realorcomplex.ThatisxC.Althoughsomesystemsrequireaninfinitenumberofistatevariables,onlysystemwhichcanbedescribedbyafinitenumbernofstatev

8、ariableswillbeconsideredhere.Thenthestatecanberepresentedbyanncomponentstatevectorx=xxxItbelongstoann-dimensionalvector12n3939spacedefinedoverthefieldC.在任何一个固定的时刻，系统的状态可以用变量集合的值xz来描述，称为状态变量。热力学系统的一个状态变量是温度，其值是在一个实数连续区间R变化。对于一个二进制网络状态变量可以仅仅有两个离散的值，0和1。你在月底帐目的平衡的状态可以用一个数来表示。国情咨文中的状态可以用国民生产总值、失业率、贸易赤字等

9、来表示。对于本文所考虑的系统，状态变量可以用任何一个标量值（实数或复数）来表示。即xC。虽然有的系统需要用无穷多个状z态变量来表示，但是在这里我们仅仅考虑有限个数目状态变量的系统。因此，状态可以表示为n个分量的状态向量x=xxx卜。状态向量属于某个域C12n上的状态空间。ForContinuous-timesystem,thestateisdefinedforalltimeinsomeinterval,forexample,acontinuallyvaryingtemperatureorvol（age.*DisCTete-timesystemhavetheirstatedefinedonlya

10、tdiscretetimes,aswiththemonthlyfinancialstatementortheannualStateoftheUnionmessage.Continuous-timeanddiscrete-timesystemscanbediscussedsimultaneouslybydefiningthetimesofinterestasT.Forcontinuous-timesystemTconsistsofthesetoftimesttt.Ineithercase01ktheinitialtimecouldbe-gandthefinaltimecouldbeinsomec

11、ircumstances.对于连续时间系统，状态可以定义某个区间上的所有时间。例如，磁续变化的温度或者电压。离散时间系统的状态只定义在离散时刻。例如，每月财务状况或者年度国情咨文。连续时间系统和离散时间系统可以通过定义时间域T来统一讨论。对于连续时间系统，T由tt,t的所有实数构成。对于离散时间系统,01T由tT由t0为-g，tt离散时刻1k最终时刻可以是+g。在任何一种情形，有时，初始时刻可以Thestatevectorx(tlisdefinedonlyforthosett,t.Atanygivent,itisoisimplyanorderedsetofnnumbers.However,th

12、echaracterofasystemcouldchangewithtime,causingthenumberofrequiredstatevariables(andnotjustthevalues)tochange.Ifthedimensionofthestatespacevarieswithtime,thenotation工couldtbeused.Itisassumedherethat工isthesamen-dimensionalstatespaceatalltT.状态向量X（t）仅仅是在tt,t上有定义。对于任意给定的t，X（t）仅仅是一01个有序的n个数的集合。然而系统的特性可以随时

13、间变化，会引起系统状态变量个数（不是变量的值）的变化。如果状态空间的维数发生变化需要使用符号工。t这里假设这里工表示，对于tT系统的维数都是n维。B:StateequationsThederivationofstatespacemodelsisnodifferentfromthatoftransferfunctioninthatthedifferentialequationsdescribingthesystemdynamicsarewrittenfirst.Intransferfunctionmodelstheseequationsaretransformedandvariablesaree

14、liminatedbetweenthemtofindtherelationbetweenselectedinputandoutputvariables.Forstatemodels,instead,theequationsarearrangedintoasetoffirst-orderdifferentialequationsinthetermsofselectedstatevariables,andtheoutputsareexpressedinthesesamestatevariables.Becausetheeliminationofvariablesbetweenequationsis

15、notaninherentpartofthisprocess,statemodelsareofteneasiertoobtain.Twoexamplesaregivenforillustrationandtorelatestatemodelstothetransferfunctionsusedthusfar.状态空间模型的推导与传递函数的推导没有什么不同，总是先将描述系统特性微分方程写出来。在传递函数模型中，这些方程经过（拉氏）变换，并消去中间变量，以求得所选定的输入输出变量间的关系。对于状态模型，所不同的是，将方程整理成为一阶微分方程组，其变量为选定的状态变量。而且输出变量同样也表示成为状态

16、变量。由于所消去的变量并非过程本质部分，状态模型更容易得到。给出两个例子作为解释并将状态模型与所用过的传递函数模型相联系。Theselectionofstatevariablesisnotauniqueprocess.Varioussetsvariablescanbeused.Itisusuallyadvantageoustousevariableswhichhavephysicalsignificanceand,ifpossible,canbemeasured.Thereareseveralapplicablemethodsofselectingstatevariables.Theformo

17、ftheinformationavailableforasystemwilloftendictatewhichmethodshouldbeused.Insomecases,forexample,atransferfunctionisobtainedexperimentallyandmustbeusedasthestartingpoint.状态变量的选择不是惟一的。有多组状态变量可以选择。通常最好是选择有物理意义的变量，如果有可能，最好是可以测量的。对于一个系统，所能得到的信息的形式通常决定了所使用的方法。例如，在一些例子中，传递函数是通过实验得到的，而且必须是建模的开始。Withastate-

18、modeldescriptionofthesystemdynamics,thefirstquestiontobeansweredishowstabilitymaybedetermined.Toderivethestabilitycriterion,thegeneralizationoftheconceptionofytransferfunctionisconsideredfirst,byfindingthetransferfunctionmatrixthatcorrespondstothestatemodel.ThisrequiresLaplacetransformationofthestat

19、e-modelequations.TheLaplacetransformofavectoristhevectoroftheLaplacetransformofitselements,sothatthetransformofxandxareasfollows:因为状态模型描述了系统的动态特性，首先要确定的是系统的稳定性。为了推导稳定性判据首先确定状态模型的传递函数矩阵来考虑传递函数概念的推广。这需要状态模型方程的拉氏变换。一个向量的拉氏变换等于其每个元素的拉氏变换。因此x和x的拉氏变换如下：Part3ComputerControlTechnologyUnit1A：ComputerStructur

20、eandFunctionTheCPUreadsandinterpretstheinstructions,readsthedatarequiredbyeachinstruction,executestheactionrequiredbytheinstruction,andstorestheresultsbackinmemory.OneoftheactionthatisrequiredoftheCPUistoreaddatafromorwritedatatoanexternaldevice.Thisiscarriedoutusingtheinput/outputsystem.CPU读取并解释指令，

21、读取每一条指令所需的数据，执行指令所需的动作并将结果存储回内存。CPU所必需的一个动作就是从外设读写数据。该动作由输入/输出系统来完成。Thememoryofcomputerconsistsofasetofsequentiallynumberedlocations.Eachlocationisaregisterinwhichbinaryinformationcanbestored.Thenumberoflocationiscalleditsaddress.Thelowestaddressis0.Themanufacturerdefinesawordlengthfortheprocessorth

22、atisanintegralnumberoflocationslong.Ineachwordthebitscanrepresenteitherdataorinstructions.FortheIntel8086/87andMotoralaMC68000microprocessors,awordis16bitslong,buteachmemorylocationhasonly8bitsandthustwo8-bitlocationmustbeaccessedtoobtaineachdataword.计算机的内存由一组连续编号的单元构成。每一个单元都是一个存储二进制信息的寄存器。单元的编号称为其地

23、址。最低的地址为0。制造商为处理器定义了字长，字长为单元长度的整数倍。每一个字中的位，既可以表示数据也可以表示指令。对于Intel8086/87或者MotoralaMC68000微处理器，一个字的长度为16位，但是每一个内存单元只有8位，因此，为了得到一个字的数据必须访问两个8位的单元。Inordertousethecontentsofmemory,theprocessormustfetchthecontentsoftherightlocation.Tocarryoutafetch,theprocessorplace(enables)thebinary-codedaddressofthedes

24、iredlocationontotheaddresslineoftheexternalprocessorbus.Thememorythenallowsthecontentsoftheaddressedmemorylocationtobereadbytheprocessor.Theprocessoffetchingthecontentsofamemorylocationdoesnotalterthecontentsofthatlocation.为了使用内存的内容，处理器必须读取正确的存储单元的内容。为了完成一个取数操作，处理器将所需的单元的二进制编码的地址放(使能)在外部处理器的地址线上。接着，

25、内存就允许处理器读取所给地址内存单元中的内容。取数操作不会影响存储单元中的内容。Inarealinstructionsettherearemanymoreinstructions.Thereisalsoamuchlargernumberofmemorylocationsinwhichtostoreinstructionsanddata.Inordertoincreasethenumberofmemorylocations,theaddressfieldsandhencetheinstructionsmustbelongerthan16bitsifweusethesameapproach.The

26、reareanumberofwaytoincreasetheaddressingrangeofthemicroprocessorwithoutincreasingtheinstructionlength:variableinstructionfield,multiwordinstructions,multipleaddressingmode,variableinstructionlength.Wewillnotdiscussthemindetail.在实际的指令集中往往有更多的指令。也有更多数量的存储指令和数据的内存单元。如果我们使用原来的方法，为了增加内存的容量，地址段以及指令必须比16位更

27、长。有各种方法在不增加指令长度的前提下增大微处理器的寻址范围。例如：变指令段、多字指令、多寻址方式、变指令长度等。我们对此不作详细讨论。Thebusisthemostimportantcommunicationsysteminacomputersystem.UndercontroloftheCPU,adatasourcedeviceanddatadestinationdeviceare“enabled”onto(equivalenttobeingconnectedto)thebuswiresforashorttransmission.总线是计算机系统中最重要的通信系统。CPU的控制下，数据源器

28、件和数据目的地器件被“使能”(等价于将其连接)至总线用于短暂的传输。TheinternalprocessorbusdescribedinSec.XXisconnectedtotheexternalprocessorbusbyasetofbusbufferslocatedonthemicroprocessorintegratedcircuit.XX节所描述的内部总线通过一组位于微处理器集成电路内的总线缓冲器与外部总线连接。B:FundamentalsofComputerandNetworksTheoperatingsystemmustensurecorrectoperationofthecomp

29、utersystem.Topreventuserprogramsfrominterferingwiththeproperoperationofthesystem,thehardwarewasmodifiedtocreatetwomodes:usermodeandmonitormode.Variousinstructions(suchasI/Oinstructionsandhaltinstruction)areprivilegedandcanonlybeexecutedinmonitormode.Thememoryinwhichthemonitorresidesmustalsobeprotect

30、edfrommodificationbytheuser.Atimerpreventsinfiniteloops.Oncethesechanges(dualmode,privilegedinstructions,memoryprotection,timerinterrupt)havebeenmadetothebasiccomputerarchitecture,itispossibletowriteacorrectoperatingsystem.操作系统必须能够确保计算机系统的正确运行。为了防止用户程序干扰系统的正确运行，将硬件修改为两个模式：用户模式和监控模式。许多的指令(如I/O指令，停止指令

31、)为特许指令且仅仅能够在监控模式下运行。监控程序所在的内存也必须保护起来以防用户修改。定时器可以防止死循环。一旦对一个基本的计算机体系结构完成了以上修改(双模式、特许指令、内存保护、定时器中断)，就有可能写出正确的操作系统。Althoughthephysicalseparationofthecommunicatingcomputersmayvaryconsiderablyfromonetypeofapplicationtoanother,or,attheheartofanycomputer,thecommunicationnetworkisthedatacommunicationfacilit

32、ywhichmaybeaPSDN,aprivateLAN,orperhapsanumberofsuchnetworksinterconnectedtogether.However,irrespectiveofthetypeofdatacommunicationfacility,anamountofhardwareandsoftwareisrequiredwithineachattachedcomputertohandletheappropriatenetwork-dependentprotocols.Typically,theseareconcernedwiththeestablishment

33、ofacommunicationchannelaccessthenetworkandwiththecontrolofflowofmessagesacrossthischannel.Theprovisionofsuchfacilitiesisonlypartofthenetworkrequirement,however,sinceinmanyapplicationsthecommunicatingcomputermaybeofdifferenttypes.Thismeansthattheymayusedifferentprogramminglanguagesandmoreimportantly,

34、differentformsofdatarepresentationinterfacebetweenuser(application)programs,normallyreferredtoasapplicationprocessesorAPs,andtheunderlyingcommunicationservicesmaybedifferent.Forexample,onecomputermaybeasmallsingle-usercomputer,whileanothermaybealargemulti-usersystem.虽然，通信计算机在无论是在应用上或者是在计算机的核心部件上都存在很

35、大的物理差别，通信网络在本质上就是一个数据通信设备，可能是一个PSDN、一个自有的局域网以及这些网络的互连。然而，即使不考虑数据通信设备的类型，每一台计算都需要一定的硬件和软件以处理相应的网络协议。这些协议要考虑建立访问网络的通信通道以及控制信息流。提供这些设备仅仅是网络需求的一个部分；许多的通信计算机有着不同的应用程序类型。即他们使用不同的编程语言；更为重要的是用户程序之间使用不同的数据表示接口；而且基础的通信服务也是不同的。例如有的计算机可能只是单台计算机而另一些则是大型多用户系统。Unit2A：InterfacetoExternalSignalsandDevicesAutonomouse

36、xternaldevicesandsignalshavingnobus-compatiblesignalsandnotemporalrelationshipwiththesystembussignalcannotbeconnectedtothesystembusdirectly.Communicationwiththesystembusisaccomplishedviaaninput/outputinterface.Themainpurposeofaninput/outputinterfaceareconvertingthetransferofdatabetweentheprocessoran

37、dindependentoutsidedevices,andconvertingdatabetweenamodalityrecognizedbytheprocessor.Otherfunctionsofinterfacemaybetoprovideelectricisolation,amplification,noiserejection,temporarydatastorage,ordataformatconversion.自治的外部设备和信号由于没有与总线兼容的信号也没有与系统总线信号的暂时关系(注：实际上是指没有暂存器)就无法与系统总线直接相连。与系统总线的通信是由输入输出接口来完成的。

38、输入输出接口的主要目的是将数据在处理器与独立的外部设备之间转换并将数据按为处理器能识别的方式进行转换。接口的其他功能包括：电气绝缘、信号放大、噪声去除、数据暂存或者数据格式转换。Insomecases,theuseofhandshaking(sequenceusedforrequest,permission,andtransfer)signalshowninFig.3-4B-2isnecessary.Whenthedataisavailable,theperipheralnegatesthedata-availableline,anddataisthenstrobedintotheinterf

39、ace.Ataboutthesametime,areadyflagissetinthestatusregistertoindicatetotheCPUthatdataisavailable.Inordertoknowthis,theCPUmustbecontinuallypollingtheinterface(readingthestatusregister),andfinallylatchedthedata.在某些情形，使用如图Fig.3-4B-2所示的握手信号(用于请求、允许和转换的信号序列)是必须的。一旦信号是可用的，外设就会关闭信号可用线并将数据选通至接口。同时，状态寄存器给出就绪标志

40、，通知CPU数据已经可用。为了得知外设是否就绪，CPU必须不停地轮询接口(读状态寄存器)并最终锁存数据。Towardthehigh-accuracyendoftheperformancespectrumliesthedualslopeconverter.Inthisconverter,anunknownpositive(constant)inputvoltageUiisappliedtoanelectronicintegratorfromzerovoltsforafixedtimeT,producingapositive-goingoutputvoltagerampproportionalto

41、UiT(theintegralofaconstantvoltageovertimeT).UiisthenremovedandaknownnegativeconstantreferencevoltageUisintegratedwhichproducesarampdown.ThissecondrampcrossedzeroatUiT/Usecondsfromthetimethereferencewasapplied.Thetimeismeasuredbyahigh-speedcounter;andsinceTandUareconstant,thecounterholdsavaluethatisp

42、roportionaltotheinputvoltage.Iftheinputvoltage,forexample,isequaltothereferencevoltageU,thetwointegrationtimesareequalandthecounterwouldbesettoreachitsmaximum.Thistypeofconverterisusuallyquitlinearandconvertersupto20bitscanbeobtained,buttheconversiontimeisrelativelylong.随着高精度转换器发展就产生了双积分模数转化器。在该种转换器

43、中，一个未知的正值(常数)输入电压ui加至一个电子积分器上，该积分器从零电压开始积分，时间为固定的T，从而产生一个斜率与UT成正比的正向斜坡电压。然后去掉U，对一个已知的负常值参考电压U积分一产生一个下降的斜坡。这第二个斜坡信号从参考电压作用时算起在UT/U秒过零。这个时间通过一个高速计数器来测量，由于T和U都是常数，计数器所计的数就与输入电压成比例。如果输入电压等于参考电压，两个积分时间就相等，计数器就达到最大值。这种转换器通常线性度很好，转换精度达到20位，但是转换时间相对比较长。Atthehigh-speedendoftheperformancespectrum,theparallel(

44、flash)convertercanprovideconversionrategreaterthan100MHz.Thisisaccomplishedbyprovidinginternalvoltagereferenceforeachofthe2N1quantaintowhichtheanalogvoltagerangeisdivided.Theanalogsignaliscomparedwithallthereferencevoltagesatoncebyastringofhigh-speedcomparatorswhoseoutputsareusedtogeneratethebinaryo

45、utput.BecauseofthenumberandqualityofthecomponentsrequiredforthisA/D,implementationsaremorecommonfor8bitorless.Flashconvertersareusuallyexpensive.在高速转换性能的范围内，并行(闪速)转换器可以提供高达100MHz的转换速率。该转换器的实现原理是，为每一份量值为输入模拟电压除以2n1的电压提供一个内部参考电压。输入模拟信号立即与所有的参考电压通过一串高速比较器进行比较，高速比较器用于产生二进制输出。由于该类型的A/D所需要的元件的数量比较多、要求的质量比

46、较高，通常都是8位或者更低位。闪速转换器通常比较昂贵。InfrontoftheA/Dconverterinananalogconversionsystemisusuallylocatedasample-and-holdcircuit.Aconstantinputisespeciallyrequiredinasuccessiveapproximationconverterbecausetheinputiscomparedwithareferenceseveraltimesovertheconversionperiod.在模拟量转换系统中在模/数转换器的前端通常都会有一个采样-保持电路。在逐次逼近

47、转换器中一个固定的输入特别重要，因为在一个转换周期中输入要和参考值比较好几次。ThemultiplexershowninFig.3-4B-5isconceptuallylikearotaryswitchthatcanberotatedto“address”anyinputchannelundercontrolofprocessor.Themultiplexercanbeconstructedfromeithermechanicalswitchesorsolid-statedevices(suchadCMOSswitches).Themultiplexercanbecarriedoutinava

48、rietyofwayssuchas“single-end”and“differential”connection.Thesingle-endconnectionisusefulwhenasignalisreferencedtoground.Thedifferentialmultiplexerisusefulwhenyouareinterestedinthedifferencebetweentwovoltages,suchasthetwoarmsofastraingaugebridge.如图Fig.3-4B-5所示的多路开关在概念上如同一个旋转开关，在处理器的控制下可以旋转寻址任意一个输入通道。

49、多路开关可以用机械开关或者固态器件(例如CMOS)开关构成。多路开关的输入端可以有多种输入连接方式，例如单端连接或者差分连接。当信号值是相对地而言的，则使用单端连接。当我们对两个电压的差感兴趣时(例如一个应力传感器桥的两个桥臂的电压差)则使用差分连接。B:TheApplicationofComputerComputertakeoverthejobswhichusedtobeexclusiveforhumanswithspecialskillandknowledge,forexample,controllingproductiveprocess,manipulatingmachines,insp

50、ectingproductsquality,managingproductionplans,administeringinventory,etc.,allonanautomaticscalewithhighefficiencyandaccuracy.InNC(Numericalcontrol)systems,PIDcontrolsystems,servocontrolsystems,groupcontrolsystems,optimalcontrolandadaptivecontrolsystems,computerasacentralcontrolunittakeallrelevantcal

51、culationsinvolvedintheautomaticcontrolprocessandscheduleallotherworkingunitsinthesystem.TheCIMS(computerIntegratedManufacturingSystem)containsnotonlyaproductioncontrolsystembutalsoproductionplanningandmanagementsystemsaimingattheintegrationoffactoryautomation(FA)andanofficeautomation(OA),constitutin

52、gacomputernetworkforawholecompany.TheHIMS(HumanIntegratedManufacturingSystem)isaformofhigh-levelcomputercontrol.Virtualrealitytechnologyisusedtocreatevirtualspaceforhumanoperatorsthroughtheuseofhigh-performancecomputerandspecificsoftware.计算机取代了过去是需要人的特殊技巧和知识的工作。例如，控制生产过程、操纵机器、检查产品质量、生产计划管理和库存管理等等，一切

53、都是自动的且效率和精度都很高。在数控系统、PID控制系统、伺服系统、群控系统、最优和自适应控制系统中，计算机都是作为一个中心控制单元，进行与过程自动控制有关的各种运算并对系统中的其他单元进行调度。CIMS(计算机集成制造系统)不仅包含生产控制系统而且还包含了生产规划和管理系统，其目标是集成工厂自动化(FA)和办公自动化(OA)并为整个公司构成一个计算机网络。HIMS(人集成制造系统)是计算机控制的一种高层形式。虚拟现实技术通过使用高性能计算机以及特殊的软件来为操作员创立一个虚拟的空间。Virtuallycomputersimulationisbasedonmathematicalmodelsr

54、epresentingthenatureoftheobjectunderstudyorexamination.Themathematicalmodelcomprisesaseriesofequationsthatdepicttheinherentprocessoftheobjectinmathematicalterms.Acomputersimulationprogramincludesalgorithmsthatarederivedfromthoseequations.Manycomputersimulationsystemhavebeendevelopedandprovedtobecost

55、-effective,becauseusingcomputersimulationprograms,engineerscanaccomplishiterativeprocesseachtimebyinputtingdifferentschemesandparametersintotheircomputermodelsratherthanbuildingmanydifferentrealmodel.虚拟的计算机仿真是建立在能够代表要研究或检查的对象的数学模型之上的。该数学模型包含了一组描述了对象内在过程的数学方程。一个计算机仿真程序包含了从以上方程推导出来的算法。许多的计算机仿真系统已经开发出来

56、并且证明是性能价格比高的。之所以这样，是因为通过使用计算机仿真，工程师们可以反复地运行过程，每次输入不同的策略和参数(进入计算机模型)而无须构造真实的模型。Thecontrollerinarobotismostlyacomputer-frommicroprocessorstominicomputers.NC(NumericControl)andSC(ServoControl)arewidelyused.Theyarere-programmabletoproducesequencesofinstructionsforallmovementsandactionstobetakenbytherobo

57、t,inaccordancewiththeprogram.Forexample,acontrollersendsaseriesofpulsestoastepmotorinajointofarobotarmtorotateitacertainangleexactlyasprogramrequires.Whenalljointsdriveninthesameway,therobotarmreachthedesignedpositionandattitude,anditendeffectorperformsitsjobsasthecontrollerinstructsit.Theaccuracyof

58、movementisdeterminedbythecontrolleritself.机器人中的控制器大多数情况下都是计算机，从微处理器到小型计算机。数字控制与伺服控制被广泛使用。他们都可以重复编程，以产生一系列的指令用于机器人的动作与行为。例如。控制器将系列脉冲送到机器人手臂关节的步进电机使其转动如程序所要求的角度。当所有的关节都用该方法驱动，机器人就可以达到所希望的位置和姿势。且终端执行机构就如控制器所指示的那样工作。动作的精度由控制器来决定。CADissoftwarethatcanhelpengineeringintheirdesignsfornewproductsbuilding,pri

59、ntcircuitboards,civilworkslikebridgeandairports,relievingthemfromthetedious,back=breakingandtimeconsumingjobslikedraftinganddrawing.Whenembarkingontheirdesigns,engineersfrequentlymakereferenceintovariousmanualslistedinwhicharedetailsofstructure,parts,materialsandauxiliarymaterialsreadyfordesignschoi

60、cefortheirdesigns.CADproductsincorporatethecontentofallthesemanualsintoaseriesoflibrariesinthesoftwareproduct,providingtheTTengineerswithinformation,forinstance,names,dimensions,functions,performance,specifications,shapes,color,manufacturers,pricesofthemachineparts,components,tools,materials,etc.all