BasicPrinciplesofControl

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電氣工程專業英語教程

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參考譯文NewWordsNewWordsNewWordsPhrasesListeningtoTextA[1]Theprincipleofclosed-loopcontrolconsistsinthevaluetobecontrolledbeingfedbackfromtheplaceofmeasurementviathecontrolleranditssettingsfacilityintothecontrolledsystem.Notes原句本句是個簡單句，謂語動詞是consistsin（存在于……），賓語由兩部分組成：valuetobecontrolledbeingfedbackfromtheplaceofmeasurementviathecontroller以及itssettings’facilityintothecontrolledsystem。這兩個賓語都是由名詞短語組成，分別表示兩個動作：被控制的值反饋回來(valuebeingfedback)以及設定的值迅速進入控制系統（settings’facilityintothecontrolledsystem）。本句意為：閉環控制的原理就是通過控制器測量反饋回來的控制值，并與設定值一起輸入控制系統。講解[2]Thefeedbackprocessmakesthisso-calledcontrolledvariablemoreindependentofexternalandinternaldisturbancevariables,andisthefactorwhichenablesadesiredvalue,thesetpoint,tobeadheredtointhefirstplace.Notes原句這句話是一個由and連接的并列句，兩個并列句有一個共同的主語feedbackprocess。第一個句子的謂語是makes…moreindependentof…，第二個句子是一個系表結構，isthefactor…是表語，在該表語中，whichenablesadesiredvalue,thesetpoint,tobeadheredtointhefirstplace是定語從句，修飾和限定thefactor。因此這句話的意思分成兩層：反饋過程使得所謂的控制變量更加獨立于外部和內部的干擾變量；反饋過程也是使得期望值即設定值始終保持在初始位置的重要因素。本句意為：反饋過程使得所謂的控制變量更加獨立于外部和內部的干擾變量，它也是使得期望值即設定值始終被保持在起始位置的重要因素講解[3]The“limited”thermostatcanaslittleforeseetheseinfluencesasitcantheoccupant’sbehaviourinopeningawindoworholdingapartywithalotofguestswhocausetheroomtowarmup.Notes原句本句包含一個比較結構aslittle…as…。little有否定含義，否定的是后面的foresee（預見）。itcan后省略了動詞foresee。這個結構比較的是不能預見的程度：有限自動溫控器不能預知這些影響，就如同不能預知人們開窗和舉辦聚會的行為。whocausetheroomtowarmup表面上是guests的定語，其實表達的是一種結果：聚會的客人能使屋內溫度上升。本句意為：“有限”自動溫控器不能預知這些影響，就如同不能預知人們開窗和舉辦聚會的行為（聚會的客人能使屋內溫度上升）。講解[4]Alsothebehaviourofthesystemincludingtheeffectsofdisturbancevariableswhichtheopen-loopcontrolsystemisabletomeasure,mustbeexactlyknownatalltimesinordertobeabletousethemanipulatedvariabletoinfluencethecontrolledvariable.Notes原句本句的主語是thebehaviourofthesystem，謂語是mustbeexactlyknown，inordertobeabletousethemanipulatedvariabletoinfluencethecontrolledvariable是目的狀語。includingtheeffectsofdisturbancevariables修飾thebehaviourofthesystem，后面由which引導的定語從句修飾variables。atalltimes的意思是“總是；隨時；永遠”本句意為：此外，必須始終準確地了解系統的行為，包括開環控制系統能夠測量的干擾變量的影響，以便能夠使用操作變量來影響控制變量。講解[5]Thebehaviourovertimeofaclosed-loopsystemisnormallycharacterisedbythefactthatwhentheinputvalueisabruptlychanged,althoughtheoutputvalueimmediatelybeginstochange,itreachesitsendvaluewithsomedelay.Notes原句本句中，主語是thebehaviourovertimeofaclosed-loopsystem，謂語是ischaracterisedby，后續具體“特點”。thatwhentheinputvalueisabruptlychanged,althoughtheoutputvalueimmediatelybeginstochange,itreachesitsendvaluewithsomedelay是一個同位語從句，對thefact進行具體說明。在該同位語從句中，when引導了一個時間狀語從句，although引導了一個讓步狀語從句。itreachesitsendvaluewithsomedelay是主句。overtime本意為“隨著時間的過去”，behaviourovertime意思為“滯后動作”。講解[5]Thebehaviourovertimeofaclosed-loopsystemisnormallycharacterisedbythefactthatwhentheinputvalueisabruptlychanged,althoughtheoutputvalueimmediatelybeginstochange,itreachesitsendvaluewithsomedelay.Notes原句本句意為：閉環控制系統的滯后動作的特點通常為：當輸入值突然變化時，盡管輸出值立即就開始變化，但達到最終的值需要一些延時。講解[6]Inallthedifferentsystemsdiscussedwhicharenormallyfoundincombination,wearedealingwithso-calledlinearsinglevariablesystemsbecausethereisonlyoneoutputvalue(=thecontrolledvariable)aswellasoneinputvalue(=themanipulatedvariable),andthesystempossesseslinearproperties.Notes原句本句中，whicharenormallyfoundincombination是一個定語從句，修飾和限定allthedifferentsystems。wearedealingwithso-calledlinearsinglevariablesystem是主句，because引導了一個表示原因的狀語從句，它由and連接的兩個并列句組成。inallthedifferentsystems限定wearedealingwith的范圍。講解[6]Inallthedifferentsystemsdiscussedwhicharenormallyfoundincombination,wearedealingwithso-calledlinearsinglevariablesystemsbecausethereisonlyoneoutputvalue(=thecontrolledvariable)aswellasoneinputvalue(=themanipulatedvariable),andthesystempossesseslinearproperties.Notes原句本句意為：這里討論的不同的系統通常以組合形式出現。我們討論的是所謂的線性單變量系統，因為它只有一個輸出值（控制變量），也只有一個輸入值（操作變量），并且系統具有線性屬性。講解控制基礎1．閉環控制原理閉環控制的原理就是通過控制器測量反饋回來的控制值，并與設定值一起輸入控制系統。反饋過程使得所謂的控制變量更加獨立于外部和內部的干擾變量，它也是使得期望值即設定值始終被保持在起始位置的重要因素。當由控制器輸出的操作變量影響控制變量時，所謂的控制環會適時地關閉。技術系統可以處理多種控制變量，例如：電流、電壓、溫度、壓力、流量、旋轉速度、轉動角、化學濃度和許多別的對象。干擾變量也有物理屬性。這些控制環的術語可以用大家熟悉的利用冷卻控制器進行室溫控制的例子簡單地解釋：為了將室溫保持在22C，溫度可以通過可旋轉的旋鈕（=設定值）進行設定。溫度（=控制變量）是由傳感器測量的。然后，室內溫度和設定點之間的偏差由內置控制器（通常是雙金屬彈簧）測量（=控制偏差），然后用于打開或關閉閥門（=操縱變量）。參考譯文室溫同設定值之間的偏差由內置的控制器測得——經常使用雙金屬簧片（=控制偏差），然后再用于開閥和關閥（=操作變量）。什么是干擾變量？首先是有室外溫度的影響和通過窗戶的陽光的照射。“有限”自動溫控器不能預知這些影響，就如同不能預知人們開窗和舉辦聚會的行為（聚會的客人能使屋內溫度上升）。然而控制器依然可以補償一種或多種干擾變量帶來的影響，然后，盡管有些延時，但可使溫度重新回到期望的水平。2．開環控制原理不形成閉環的控制就是開環控制。與閉環控制相比，開環控制的最大不足就是，對于未知或不能測量的干擾變量無法進行補償。此外，必須始終準確地了解系統的行為，包括開環控制系統能夠測量的干擾變量的影響，以便能夠使用操作變量來影響控制變量。開環控制系統的一個優點是，由于沒有反饋而使系統穩定——這正是閉環系統的問題所在。參考譯文3．閉環控制系統的分類閉環控制系統不是按照被控對象的物理值進行分類，而是根據它的滯后動作。因此容器內的水平面能夠像電容的電壓一樣精確的進行數學描述。動作滯后能夠通過，比方說，突然改變輸入值，然后觀察輸出值的變化確定。根據基本的物理定律的知識可以充分估計這種動作。只有相對較少的情況才需要計算。閉環控制系統的滯后動作的特點通常為：當輸入值突然變化時，盡管輸出值立即就開始變化，但達到最終的值需要一些延時。閉環系統可以根據是否有自調進一步區分。在有自調的系統中，當輸入值突然變化后，經過一段時間后輸出又表現為一個恒定值。這種系統常稱為比例系統或P系統。舉一個加熱環的例子：輸入值是加熱電能，輸出值是環的溫度。參考譯文在沒有自調的系統中，當輸入值突然變化后輸出值也會上升或下降。只有當輸入在零點時輸出才保持恒定。這種系統一般稱為積分系統或I系統。容器的液面控制就是一個例子：注入的流量是輸入值，液體的水平高度是輸出值。另一種重要的系統類型是有死區的系統。這種情況下輸入的改變只有經過死區時間延遲后才能在輸出上反映出來。在技術系統中，設定位置與測量位置之間的距離產生了死區時間。例如傳送帶：傳送帶開始段傳送物的質量等于輸入值，傳送帶末端的質量等于輸出值。死區的時間可以通過傳送帶的長度除以傳送速度得到，并且因此它可以是變化的。這里討論的不同的系統通常以組合形式出現。我們討論的是所謂的線性單變量系統，因為它只有一個輸出值（控制變量），也只有一個輸入值（操作變量），并且系統具有線性屬性。對這些非常普通的系統的控制就被稱為單變量控制系統。參考譯文1)Theprincipleofclosed-loopcontrolconsistsinthevaluetobecontrolledbeingfedbackfromtheplaceofmeasurementviathecontrolleranditssettingsfacilityintothecontrolledsystem.2)Thebiggestdisadvantagecomparedwithclosed-loopcontrol,isthatunknownornon-measurabledisturbancevariablescannotbecompensated.3)Oneadvantageisthatanopen-loopcontrolsystemcannotbecomeinstableasthereisnofeedback—thisisaproblemofclosed-loopcontrol.4)Closed-loopsystemsareclassifiedbytheirbehaviourovertime.5)Inasystemwithself-regulation,iftheinputvaluesuddenlychanges,theoutputvaluewillkeepaconstantvalueagainafteraperiodoftime.KeystoExercises【Ex.1】根據課文內容，回答以下問題。KeystoExercises【Ex.2】把下面的單詞填寫到合適空格中。1B,2G,3E,4J,5A,6F,7C,8D,9H,10J1）過程控制是用來表示制造過程中控制變量的一個術語。2）過程控制較為典型的操作涉及數字計算機的擴展應用，以實現過程變量的直接數字控制（DDC）。3）數字控制（NC）就是使用稱為程序的預定指令來控制一系列操作的系統。這些指令通常以數字的形式存儲，故稱為數字控制。4）在直接數字控制中，計算機是根據給定值和過程變量的測定值直接算出操作變量值。5）由于系統參數的范圍廣泛以及控制之間的相互影響，飛機飛行控制已被證明為最復雜的控制應用之一。KeystoExercises【Ex.3】把下列句子翻譯為中文。6）線性裝置是一種輸出與它的輸入以及任一動態函數成正比的裝置。7）當氣動調節器的輸出下降到零或達到全氣壓時，它就不再是線性操作了。8）所謂自動化，通常指的是系統能夠適應各種工作條件，并能夠令人滿意地對一組輸入作出響應。9）由于該電機對精度要求不高，所以采用開環控制方式。10）反饋回路是系統的一部分，其中系統輸出的某些部分（或全部）被用作未來操作的輸入。KeystoExercises【Ex.3】把下列句子翻譯為中文。開環控制系統與閉環控制系統1.開環控制系統最簡單的控制系統類型是開環控制系統。在開環控制系統中，控制器根據一組預定的輸入和假設做出決策，而不考慮有關系統實際狀態的反饋。因此，開環控制系統通常不太準確，并且無法考慮可能影響系統性能的外部干擾。開環控制系統通常用于精度要求不高的情況，例如簡單的機器或設備。KeystoExercises【Ex.4】把下列短文翻譯成中文。2.閉環控制系統閉環控制系統會考慮有關系統實際狀態的反饋并進行相應調整。這樣，即使存在外部干擾，閉環控制系統也能夠保持穩定的系統性能。閉環控制系統更適合精度和穩定性至關重要的復雜系統，例如工業過程或航空航天應用。閉環控制系統的一個例子是汽車中的巡航控制系統。控制器接收來自速度傳感器的反饋并相應地調節油門以保持恒定的速度。另一個例子是建筑物中的供暖和制冷系統。控制器接收溫度傳感器的反饋并調整HVAC（采暖、通風和空調）系統以保持舒適的溫度。KeystoExercises【Ex.4】把下列短文翻譯成中文。KeystoExercises【Ex.6】根據文章所提供的信息判斷正誤。1)(F)2)(T)3)(F)4)(T)5)(T)6)(F)7)(F)8)(T)9)(T)10)(T)ElectronicDesignAutomation

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參考譯文NewWordsNewWordsNewWordsPhrasesPhrasesAbbreviationsListeningtoTextA[1]WithoutEDAtools,itwouldbevirtuallyimpossibletocreatetoday’scomplexelectronicdevicesinatimelyandcost-effectivemanner.Notes原句本句中，WithoutEDAtools是介詞短語，作條件狀語。it是形式主語，真正的主語是不定式短語tocreatetoday’scomplexelectronicdevices。inatimelyandcost-effectivemanner是方式狀語。本句意為：如果沒有EDA工具，幾乎不可能及時且經濟高效地創建當今復雜的電子設備。講解[2]TherearemanydifferenttypesofEDAtoolsavailableonthemarket,eachofwhichisdesignedtotackleaspecificstageofthedesignprocess.Notes原句本句中，eachofwhichisdesignedtotackleaspecificstageofthedesignprocess是一個非限定性定語從句，對EDAtools進行補充說明。英語中，名詞/代詞/數詞+of+which/whom可以引導非限定性定語從句。例如：Lightisthefastestthingintheworld,thespeedofwhichis300000kilometerpersecond.Thereare30chairsinthesmallhall,mostofwhicharenew.講解[2]TherearemanydifferenttypesofEDAtoolsavailableonthemarket,eachofwhichisdesignedtotackleaspecificstageofthedesignprocess.Notes原句Thispowerplanthasoverfivethousandworkersandstaffs,eightypercentofwhomaremen.HeboughtmanybookslastSunday,fiveofwhichareonautomationdesign.本句意為：市場上有許多不同類型的EDA工具，每種工具都旨在解決設計過程的特定階段。講解[3]Generallyspeaking,productsthataredesignedusingCADsoftwareareeasierandlessexpensivetoproducethanthosethataredesignedentirelybyhand.Notes原句本句中，thataredesignedusingCADsoftware是一個定語從句，修飾和限定products。thataredesignedentirelybyhand也是一個定語從句，修飾和限定those。those指代products。本句意為：一般來說，使用CAD軟件設計的產品比完全手工設計的產品更容易生產且成本更低。講解[4]Thisisatrendthatissuretocontinueintheyearstocomeasdesignerslookforwaystogetmoreoutoftheirdesignswithlesseffort.Notes原句本句中，thatissuretocontinueintheyearstocome是一個定語從句，修飾和限定atrend。asdesignerslookforwaystogetmoreoutoftheirdesignswithlesseffort是一個原因狀語從句。本句意為：由于設計師尋找事半功倍的方法，這種趨勢在未來幾年肯定會持續下去。講解電子設計自動化簡而言之，電子設計自動化(EDA)是幫助設計人員創建和測試電子電路的過程。它可用于各種任務，包括原理圖捕獲、仿真、設計原型和布局PCB。1．什么是電子設計自動化？電子設計自動化（EDA）是一類工程師用來設計和測試電子系統的軟件工具。這些工具自動執行電子設計過程中的各種任務，例如電路仿真、芯片的設計/布局和電路驗證。工程師使用電子設計自動化工具來創建集成電路(IC)、印刷電路板(PCB)和現場可編程門陣列(FPGA)的設計。它們還用于創建片上系統(SoC)設計和嵌入式系統設計。簡而言之，如果它是電子設備，它很可能是使用電子設計自動化工具設計的。最常見的電子設計自動化工具大致可分為三類：?設計輸入：用于創建描述設計的原理圖或HDL代碼?仿真：用于驗證設計的功能?物理設計：用于將邏輯設計轉換為物理布局參考譯文EDA工具用于整個設計過程，從創建電路的初始原理圖，到模擬其行為，再到驗證其是否滿足所有必要的設計要求。近年來，由于電子設備的復雜性不斷增加，EDA工具變得越來越強大和復雜。設計人員現在嚴重依賴EDA工具來幫助他們驗證設計的正確性并滿足制造期限。如果沒有EDA工具，幾乎不可能及時且經濟高效地創建當今復雜的電子設備。2．電子設計自動化如何工作？從廣義上講，EDA軟件可幫助工程師設計、分析和優化電路元件和系統。通過自動化某些任務，例如重復計算或元件的布局和布線，EDA工具可以幫助工程師節省時間并提高準確性。市場上有許多不同類型的EDA工具，每種工具都旨在解決設計過程的特定階段。參考譯文三個主要階段是：組件/系統級設計、電路級設計和布局級設計組件/系統級設計是工程師決定其電路或系統的整體架構的地方。這包括定義每個組件的功能和接口以及這些組件如何相互交互。電路級設計是工程師對每個單獨組件進行更詳細的設計。這包括指定電阻器、電容器、電感器等的值以及設計連接這些組件的電路。布局級設計是工程師獲取前兩個階段的所有信息并將其轉化為物理布局的過程。這通常是通過使用計算機輔助設計(CAD)軟件創建電路板的2D或3D表示來完成的。所有三個階段完成后，最后一步是使用EDA仿真工具運行仿真來驗證電路的行為是否符合預期。這些模擬允許工程師在各種條件下測試他們的設計，以確保它們滿足所有規范。通過在設計的每個階段自動執行各種任務，從簡單的重復計算到更復雜的流程（例如放置和布線組件），EDA提供了寶貴的幫助，可提高項目的準確性和及時性。參考譯文3．手工設計、CAD和EDA的區別手工設計正如它聽起來的那樣——產品設計師在沒有任何軟件或計算機的幫助下手工創建一切。直到20世紀末，這是設計和構建電子產品的標準方法。雖然使用手動設計方法可以創造出高質量的產品，但這通常非常耗時且昂貴。CAD軟件是計算機輔助設計軟件，可幫助產品設計師創建其產品的2D和3D模型。它通常與手動設計方法結合使用，但也可以單獨使用。一般來說，使用CAD軟件設計的產品比完全手工設計的產品更容易生產且成本更低。EDA軟件更進了一步，把產品設計中的諸多任務自動化。除了幫助產品設計人員創建產品模型之外，EDA軟件還可以幫助完成管理組件庫、模擬電路和生成制造文檔等任務。由于EDA把產品設計中的諸多任務自動化了，因此它可以幫助企業節省大量時間和金錢。參考譯文4．如何選擇EDA工具？EDA工具可以幫助你節省時間、減少錯誤、優化性能并增強創造力。但是，有這么多可以選擇的工具，如何為你的項目選擇最佳的EDA工具呢？我們將探討選擇EDA工具時需要考慮的一些關鍵因素和功能。4.1項目范圍和復雜性選擇EDA工具時首先要考慮的是項目的范圍和復雜性。根據設計的類型、規模和詳細程度，你可能需要不同的EDA工具來處理設計過程的不同方面。例如，如果你正在設計一個簡單的邏輯電路，你可能只需要一個原理圖編輯器和一個邏輯模擬器。但如果你正在設計復雜的片上系統(SoC)，你就可能需要一套EDA工具來處理高級綜合、硬件描述語言、物理設計、驗證和測試。參考譯文4.4成本和可用性選擇EDA工具時要考慮的最后一個因素是其成本和可用性。你希望選擇適合你的預算且易于使用的EDA工具。根據你的項目和偏好，你可以選擇免費或開源EDA工具、商業或專有EDA工具，或兩者的組合。你還需要檢查EDA工具的許可和支持選項及其更新和升級。5．電子設計自動化的未來電子設計自動化領域一直在不斷發展。以下是你可能需要了解的電子設計自動化的一些重要趨勢。5.1用于設計優化的機器學習近年來，機器學習已應用于電子設計的許多不同領域，并取得了可喜的成果。機器學習可用于優化各種性能指標的設計，例如功耗、速度和面積。由于設計師尋找事半功倍的方法，這種趨勢在未來幾年肯定會持續下去。參考譯文8．連接電纜PPI（點對點接口）連接電纜被用來將編程設備的數據傳送到PLC。只有當兩個設備使用相同的語言或協議時才能夠進行通訊。西門子編程設備同S7-200之間的通訊采用PPI協議。對于PG720或PG740的編程設備，需要一個合適的連接電纜。S7-200使用9針的D型連接器。這是一個直插串行接口設備，與西門子編程設備（MPI接口）兼容，對于其他串行接口它是一個標準接口。當個人計算機用作編程設備時也需要一個專用電纜，也就是PC/PPI電纜。這根電纜能夠使PLC的串行口與個人計算機的RS-232串行口進行通訊。PC/PPI上的DIP開關用來設置PLC同個人計算機之間信息傳輸的合適速度（比特率）。參考譯文5.2基于云的工具云已經改變了許多行業的游戲規則，電子設計也不例外。與傳統桌面工具相比，基于云的電子設計自動化工具有許多優勢，例如更低的成本、更輕松的協作和更好的可擴展性。隨著越來越多的設計師涌向云，這種趨勢只會持續下去。5.3集成模擬和數字設計過去，模擬和數字設計是分開創建的，然后在制造前的最后一刻進行集成。然而，在當今快節奏的世界中，這種方法不再可行，因為上市時間至關重要。設計人員現在從一開始就將模擬和數字設計集成在一起，以創建更高效的工作流程并避免未來潛在的問題。5.4低功耗/節能設計方法由于對能夠在不插電的情況下長時間運行的移動設備的需求不斷增長，功耗成為當今設計人員關注的主要問題。因此，低功耗/節能設計方法在當今的應用領域變得越來越流行。最近幾年。這些方法可幫助設計人員滿足當今設備嚴格的功耗要求，同時仍保持消費者所需的性能水平。參考譯文5.5使用自動化測試臺節省時間為了保持競爭力，設計人員需要能夠在不犧牲產品質量或性能水平的情況下盡快將其推向市場。實現這一目標的一種方法是在投入生產之前使用自動化測試平臺來驗證設計的功能。通過使用自動化測試平臺，設計人員可以節省寶貴的時間，否則這些時間將用于手動測試其設計。他們可以將時間花在其他任務上，例如優化或設計下一代產品。電子設計自動化領域在不斷發展，這意味著今天被認為是前沿的東西到明天可能就會過時。然而，通過緊跟最新趨勢，無論發生什么變化，你都可以保持領先地位并讓設計順利進行。參考譯文1)ElectronicdesignautomationorEDAisthecategoryofsoftwaretoolsusedbyengineerstodesignandtestelectronicsystems.Thethreecategoriesthatmostcommonelectronicdesignautomationtoolscanberoughlydividedintoaredesignentry,simulation,andphysicaldesign.2)Layoutleveldesigniswhereengineerstakealloftheinformationfromtheprevioustwostagesandtranslateitintoaphysicallayout.Thisisusuallydonebyusingcomputeraideddesign(CAD)softwaretocreatea2Dor3Drepresentationofthecircuitboard.3)CADsoftwareiscomputeraideddesignsoftwarethathelpsproductdesignerscreate2Dand3Dmodelsoftheirp