APS审核自动化专业-中文总结

大学课程2012—2013年度1、《专业导论》自动化目的在于使得设备和生产过程在没有人直接参与的条件下达到预期的运转效果。这是一个软硬结合的专业。研究系统的稳定性，系统调节器的设计，执行机构以及检测元件《线性代数》学习了线性代数的性质，求解线性方程组的方法。求解矩阵方程：AX=B,无解：rank（A）rank(A,B)有唯一解的充要条件：rank（A）=rank(A,B)=n有无穷多解的充要条件：rank（A）=rank(A,B)n(A,B)初等行变换得到（E，𝐴−1B）（即求解线性方程组的消元法）Ax=rx,r为特征值，x为特征向量。由特征方程|A-rE|=0可求解特征值与特征向量。2、《电路分析》基本概念：这门课程我们学了电路的基本概念和基本定律、电阻电路的分析、电路定理、动态电路分析、正弦稳态电路和三相电路等知识。概念解释1、基本概念定律：电路模型：根据实际电气器件和设备的基本物理特性进行理想化和简单的处理，建立的物理/数学模型。例如：电机等效为电阻加电感集总参数元件：假设电磁过程分别在各自器件内部发生，并忽略电子流动时间和器件的几何尺寸。基本物理量：电荷C（库伦）；磁通（wb）；电流；电压；能量；功率基尔霍夫定律：电压：任一回路，沿闭合路径绕行一周的全部支路电压的代数和等于零。电流：任一节点，流入的全部支路电流之和等于流出的全部支路电流之和。2、电阻电路的分析：（1）介绍了电阻的串并联，独立源的串并联，电源的等效变换，等效电路（伏安关系相同）和等效电阻（u/i）（2）图论：树、树枝、连枝、单连枝回路（基本回路）、单树枝隔集（基本割集）独立性：KCL:对n-1个独立结点列;对基本割集列KVL：对（b-n+1）个独立回路列KVL；网孔电流法（3）网孔电流法，自阻*网孔电流1+互阻*网孔电流2=网孔内电压源结点电压法：自导*结点电压1-互导*结点电压2=电流源（4）应用：万用表、直流电桥（结合电气测量）3、电路定理（1）叠加定理：线性电路中，任一电压或电流都是各电路中独立电源单独作用时在该支路产生电压电流的叠加（具体运用：动态电路中，全响应分为零输入响应和零状态响应）（2）齐性定理：线性电路中，当所有输入都同样增大K倍时，响应也同样增大K倍（3）戴维南定理：线性含源一端口网络，对于外电路来说，可以用一个电压源和一个电阻的串联来替代。（4）诺顿~：……….一个电流源和一个电导并联组合来替代（5）替代定理：某之路电压电流已知，只要该电路与其他支路无耦合，则该支路可由电压源或电流源替代。（6）对偶原理：电路元件、结构、状态及定律等方面具有成对出现的相似性，这种相似性就是对偶性。KVL—KCL，R—G，L—C4、动态电路时域分析（1）概念：含一个独立储能元件的电路称为一阶电路，以此类推。重要特征：存在过渡过程换路定则：电容的电荷电压不发生突变，电感的磁通、电流不发生突变（2）一阶电路分析：零输入响应：f（t）=f（0+）*exp（-t/T）RC：T=RC，RL：T=L/R零状态响应：f（t）=f（无穷）*（1-exp（-t/T））全响应=稳态分量+暂态分量=零输入响应+零状态响应（4）二阶电路零输入响应：1、过阻尼非震荡放电2、欠阻尼震荡放电3、临界阻尼冲击响应：电容电压和电感电流发生跃变，先求出u（0+）i（0+）再求零输入响应。冲击响应是阶跃响应的倒数。5、正弦稳态电路（1）基本概念：指线性电路中各处的电压电流都是与电源同频率的正弦量（2）正弦量的表示方法：代数、三角、指数、极坐标（3）元件方程的向量形式感抗jwL，容抗1/jwC，阻抗为复数，有阻抗角功率：有功，无功，视在，复功率S=UI*=P+jQ应用：发电机输出P=1000，U=200，给纯电阻供电，I=5A，给入=0.5的感性负载供电，I=10，增加线路上的损耗，可并接电容，提高功率因数。6、三相电路7、偶合电感电路（1）磁耦合：载流线圈之间通过彼此的磁场相互联系的物理现象。两线圈耦合，磁链=自感*电流1+互感*电流2电压为磁链导数，同名端想加，非同名端相减。（2）应用：互感式仪表，结合电气测试。3、《C语言程序设计》这门课我们学习了用C语言进行基本的编程2013—2014年度1、《数字逻辑电路》概念：这么课我们学习了基本的数制、逻辑函数、集成逻辑门电路、组合逻辑电路、触发器概念解释：1、数字量：是一类在时间上和数量上都是离散的物理量。在数字电路中，以为二进制数码的0和1不仅可以表示数量的大小数制转换：整数部分——用基数不断除被转换数，余数按从下往上排小数部分——不断乘以基数，取整，直到为0或满足精度要求编码：二-十进制码——BCD码原码，反码（负数按位求反），补码（求反后加1）2、逻辑函数基本逻辑函数：与，或，非，同或（F=AB+𝐴̅𝐵̅），异或逻辑函数的基本表达式：标准与或式：全部由最小项组成的与或式（最小项表达式）最小项：逻辑函数的全部变量以原变量或反变量的形式出现，且只出现一次，所组成的与项求取方法：由真值表求取，把真值表中输出为1的所有项相加，每一项是1的取原变量，为0的取反变量或利用A+A=1，把缺少A的项拆开补齐。最大项：在n变量逻辑函数中，若M为n个变量的和，而且这n个变量均以原变量或反变量的形式在M中出现一次，则称M为该组变量的最大项逻辑函数的化简方法：卡诺图法3、集成逻辑门电路逻辑门电路：实现基本逻辑关系的电子电路CMOS反相器，三态门二极管与门：三极管非门：4、组合逻辑电路概念：任意时刻的输出状态只决定于该时刻的输入状态，而与从前的状态无关。常用的组合逻辑电路：编码器：具有编码功能的逻辑电路。能将每一组输入信息变换为相应二进制的代码输出。4线─2线编码器逻辑框图：译码器:将每个输入的二进制代码译成对应的输出高、低电平信号。例：3线—8线译码器数据选择器：数据选择器也称为数据多路开关MUX。其功能是：在选择控制变量(2ⁿ位)的作用下，完成从多路输入的数据中选择一路作为输出半加器（HalfAdder）：不考虑低位进位，将两个1位二进制数A、B相加的器件。BABABASC=AB全加器：考虑低位进位的二进制数加法器。触发器：触发器是构成时序逻辑电路的基本逻辑单元。能够储存一位二值信号的基本单元。基本RS触发器：由两个或非门交叉耦合构成工作原理：工作原理：𝑆𝐷=0，𝑅𝐷=0时，保持𝑆𝐷=0，𝑅𝐷=1时，置零𝑆𝐷=1，𝑅𝐷=0时，置1𝑆𝐷=1，𝑅𝐷=1时，状态不确定状态转移真值表；状态转移方程（用逻辑函数表达式表示）{𝑄𝑛+1=𝑆𝐷+𝑅𝐷̅̅̅̅𝑄𝑛𝑆𝐷𝑅𝐷=0𝑆𝐷𝑅𝐷=0是约束条件（1）无有效电平输入（1DDRS）时，触发器保持稳定状态不变，叫做保持。（2）在有效电平作用下（0DS或SD=1，1DR或RD=0）无论初态Qn为0或1，触发器都会转变为1态，叫做置1。（3）在有效电平作用下（1DS或SD=0，0DR或RD=1），无论初态Qn为0或1，触发器都会转变为0态，叫做置0。（4）为避免不定状态，对输入信号应加SR=0的约束条件。D触发器用于组成带锁存寄存器时序逻辑电路：在数字电路中，凡是任一时刻的稳定输出不仅决定于该时刻的输入，而且还和电路原来状态有关的电路同步时序逻辑电路：所有触发器的状态变化都是在同一时钟信号作用下同时发生的异步时序逻辑电路：各触发器状态的变化不是同时发生，而是有先有后自启动能力：即电路在任何一个初始状态下，在cp脉冲的作用下，电路能够自动回到有效序列2、《模拟电子技术》概念：学习了模拟电子器件的特性，运算放大器，反馈电路1、半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间的物质。2、P型半导体：在纯净半导体中掺入三价杂质元素，便形成P型半导体，使导电能力大大加强，此类半导体，空穴为多数载流子（称多子）而电子为少子。3、N型半导体：在纯净半导体中掺入五价杂质元素，便形成N型半导体，使导电能力大大加强，此类半导体，电子为多子、而空穴为少子。4、PN结：具有单向导电性：P接正、N接负时（称正偏），PN结正向导通，P接负、N接正时（称反偏），PN结反向截止。所以正向电流主要由多子的扩散运动形成的，而反向电流主要由少子的漂移运动形成的。5、二极管：按材料分有硅管(Si管)和锗管(Ge管)，按功能分有普通管，开关管、整流管、稳压管等。硅二极管2CP10的V-I特性二极管由一个PN结组成，所以二极管也具有单向导电性：正偏时导通，呈小电阻，大电流，反偏时截止，呈大电阻，零电流。其死区电压：Si管约0.5V，Ge管约为0.1V。其导通压降：Si管约0.7V，Ge管约为0.2V。这两组数也是判材料的依据。10、稳压管是工作在反向击穿状态的：①加正向电压时，相当正向导通的二极管。（压降为0.7V，）②加反向电压时截止，相当断开。③加反向电压并击穿（即满足U﹥UZ）时便稳压为UZ。11、二极管主要用途：整流、限幅、继流、检波、开关、隔离（门电路）等。二、应用举例：桥式整流电路双极结型三极管BJT：1、三极管由两个PN结背靠背组成三个区：发射区——掺杂浓度很高，其作用是向基区发射电子。基区——掺杂浓度很低，其作用是控制发射区发射的电子。集电区——掺杂浓度较高，但面积最大，其作用是收集发射区发射的电子。两个结：集电结。（JC）发射结。（Je）三个极：从三个区引出的三个电极分别叫基极B、发射极E和集电极C对应的三个电流：基极电流IB、发射极电流IE、集电极电流IC。有：IE=IB+IC，Ic=α𝐼𝐸，𝐼𝐶=𝛽𝐼𝐵2、三极管有NPN型和PNP型。即基极发射极间的电压为输入电压UBE，集电极发射间的电压为输出电压UCE。（参考图B）三极管具有电流电压放大作用.其电流放大倍数β=IC/IB(或IC=βIB)和开关作用.模拟电路中工作在放大功能，数电中用作开关4、三极管的输入特性（指输入电压电流的关系特性）与二极管正向特性很相似，也有：死区电压：硅管约为0.5V,锗管约为0.1V。导通压降：硅管约为0.7V,锗管约为0.2V。NPNPNP5、三极管的输出特性(指输出电压UCE与输出电流IC的关系特性)有三个区:①饱和区:特点是UCE﹤0.3V,无放大作用,C-E间相当闭合.其偏置条件JC,Je都正偏.②截止区:特点是UBE≦0,IB=0,IC=0,无放大.C-E间相当断开..其偏置条件JC,Je都反偏.③放大区:特点是UBE大于死区电压,UCE﹥1V,IC=βIB.其偏置条件Je正偏JC反偏.所以三极管有三种工作状态,即饱和状态,截止状态和放大状态,作放大用时应工作在放大状态,作开关用时应工作在截止和饱和状态.6、当输入信号Ii很微弱时,三极管可用H参数模型代替(也叫微变电路等效电路)(参考图B)7、对放大电路的分析有估算法和图解法估算法是：⑴先画出直流通路（方法是将电容开路，信号源短路，剩下的部分就是直流通路），求静态工作点IBQ、ICQ、UCEQ。⑵画交流通路，H参数小信号等效电路求电压放大倍数AU输入输出电阻RI和R0。rbe=200+(1+β)26/IEQ=200+26/IBQ（参考P58图2.2.5）图解法：是在输入回路求出IB后，在输入特性作直线，得到工作点Q，读出相应的IBQ、UBEQ而在输出回路列电压方程在输出曲线作直线，得到工作点Q，读出相应的ICQ、UCEQ加入待放大信号ui从输入输出特性曲线可观察输入输出波形，。若工作点Q点设得合适，（在放大区）则波形就不会发生失真。（参考P52图2.2.2）8、失真有三种情况:⑴截止失真：原因是IB、IC太小，Q点过低，使输出波形后半周（正半周）失真。消除办法是调小RB，以增大IB、IC，使Q点上移。⑵饱和失真：原因是IB、IC太大，Q点过高，使输出波形前半周（负半周）失真。消除办法是调大RB，以减小IB、IC，使Q点下移。⑶信号源US过大而引起输出的正负波形都失真，消除办法是调小信号源。一、1、放大电路有共射、共集、共基三种基本组态。（固定偏置电路、分压式偏置电路的输入输出公共端是发射极，故称共发射极