计算机辅助控制工程英文解释翻译、计算机辅助控制工程的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 computer aided control engineering
分词翻译:
计算机的英语翻译:
adding machine; calculating machine; calculator
【计】 brain unit; computer; computing machinery; computor; FONTAC; ILLIAC IV
【经】 calculating machine
辅助的英语翻译:
【计】 ADDIT; preemergency; SEC
【医】 aid
控制的英语翻译:
control; dominate; desist; grasp; hold; manage; master; predominate; rein
rule
【计】 C; control; controls; dominance; gated; gating; governing
【医】 control; dirigation; encraty
【经】 check; command; control; controlling; cost control; dominantion
monitoring; regulate; rig
工程的英语翻译:
engineering; project; work
【机】 engineering; process
专业解析
计算机辅助控制工程(Computer-Aided Control Engineering,简称CACE)是指利用计算机软硬件技术辅助完成控制系统的分析、设计、仿真、实现及优化的工程实践领域。该术语的核心在于“辅助”,强调计算机作为工具提升控制工程任务的效率和精度,而非完全替代工程师的决策。其内涵可从以下三方面阐释:
-
术语构成与核心概念
- 计算机辅助 (Computer-Aided): 指利用计算机强大的计算能力、图形处理能力和数据管理能力,执行复杂的数值计算、算法实现、动态仿真和可视化任务。这显著超越了传统手工计算和绘图的能力极限。
- 控制工程 (Control Engineering): 是工程学的一个分支,专注于设计并实现系统(如机械、电气、化工、航空航天系统)的动态行为调控策略(即控制器),使系统输出能准确、稳定、快速地跟踪期望的参考信号或抑制干扰。核心理论包括经典控制理论(如PID控制、频域分析)、现代控制理论(如状态空间法、最优控制)和智能控制等。
- 结合意义: CACE 是将计算机技术深度融入控制工程全流程的方法论,涵盖从系统建模、控制器设计、性能分析、实时仿真到硬件在环测试及代码自动生成等环节。
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技术内涵与应用范畴
CACE 的核心在于利用软件工具实现以下关键任务:
- 系统建模与辨识: 使用软件(如 MATLAB/Simulink 建立被控对象的数学模型(传递函数、状态空间方程),或通过实验数据辨识模型参数。
- 控制器设计与分析: 在软件环境中设计控制器(如PID整定、状态反馈、LQR/LQG设计),并进行时域/频域分析(阶跃响应、波特图、根轨迹)、稳定性(奈奎斯特判据)和鲁棒性分析。
- 动态仿真: 对闭环控制系统进行非实时或实时仿真,预测系统在各种工况下的动态响应,验证设计效果,降低实物试验成本和风险。
- 实现与部署: 部分工具支持将设计的控制器算法自动生成可部署到实际硬件(如PLC、DSP、微控制器)的代码(如使用 Simulink Coder 。
- 优化与监控: 利用计算机算法(如优化工具箱)进行参数优化、故障诊断和系统性能监控。
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典型工具与平台
该领域依赖专业的工程软件平台,例如:
- MATLAB/Simulink (MathWorks): 行业标准,提供从建模、仿真到代码生成的全套工具链 。
- LabVIEW (NI): 广泛应用于数据采集、仪器控制和实时系统开发 。
- SCADA/DCS 系统软件: 如 Siemens SIMATIC, Rockwell FactoryTalk,用于工业过程监控与控制 。
- 专用控制设计工具箱: 如 Control System Toolbox (MATLAB), 提供丰富的算法库。
权威参考来源:
- 国际自动控制联合会 (IFAC): 作为控制领域的顶级国际组织,其出版物和会议论文集中广泛涵盖CACE的理论与实践,代表了该领域的最高学术和工程标准。其术语定义具有权威性。 (可参考 IFAC 官方网站或期刊 Automatica)
- IEEE Control Systems Society: IEEE旗下的专业学会,其期刊(如 IEEE Transactions on Automatic Control, IEEE Control Systems Magazine)和会议是发布CACE最新研究成果的重要平台,对相关术语和技术有明确定义和阐述 。
- MathWorks 文档: MATLAB/Simulink 作为CACE的核心工具,其官方文档对相关概念、工作流程和应用实例有最直接和详尽的描述,是工程实践的重要参考 。
- 经典教材: 如 Norman S. Nise 的 Control Systems Engineering 等权威教材,均设有专门章节讨论计算机辅助工具在控制系统分析与设计中的应用。
网络扩展解释
计算机辅助控制工程是结合计算机技术与控制工程理论的交叉领域,主要通过计算机模拟、分析和优化控制系统,实现自动化设计与性能验证。以下是详细解释:
一、核心定义
计算机辅助控制工程指利用计算机技术(如仿真、数值计算)对控制系统进行建模、分析和优化,从而预测系统行为、验证可靠性,并提升自动化水平。其核心目标是减少物理实验成本,提高设计效率。
二、关键技术
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仿真与建模
通过有限元分析(FEA)、计算流体动力学(CFD)等工具,对控制系统的动态行为进行模拟,例如机械臂运动轨迹或工业流程的稳定性分析。
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实时反馈与调节
结合传感器数据,计算机辅助系统可实时监测输出性能,并通过算法(如PID控制)自动调整参数,实现巡航控制、温度调节等场景的闭环控制。
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集成化信息管理
将控制系统的设计、测试、生产等环节数据集成于统一平台,支持全生命周期管理,例如汽车电子系统的协同开发。
三、典型应用
- 工业自动化:如生产线控制、机器人路径规划。
- 航空航天:飞行器姿态控制系统的仿真与验证。
- 智能设备:自动驾驶中的传感器信号处理与决策优化。
四、优势与意义
- 效率提升:减少物理样机测试次数,缩短研发周期。
- 风险预判:通过模拟极端工况,提前发现设计缺陷。
- 精度保障:数值计算方法比传统人工分析更精确。
如需进一步了解控制理论或CAE工具(如MATLAB/Simulink)的具体应用,可参考工程类教材或行业案例库。
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