《现代控制理论》是工科自动化方向的基础课程，课程将在经典控制理论基础上，介绍现代控制基本理论和控制系统分析与设计的主要方法，现代控制理论是伴随着计算机技术的发展和普及逐步发展起来的，它以时域法特别是状态空间方法为主，研究系统状态的运动规律，并按所要求的各种指标最优为目标来改变系统的运动规律。本课程的主要任务：（1）了解现代控制理论的体系结构，熟练地掌握线性控制系统的状态空间描述、时域分析与离散化；（2）掌握利用状态空间模型分析系统能控性能观性的基本方法及判别系统稳定性的基本理论；（3）了解最优控制的基本概念和最优控制问题的基本方法。
Overview
Syllabus
- 绪论
- 第1章 控制系统状态空间表达式
- 1.1 状态变量与状态空间表达式
- 1.2 状态空间表达式的建立
- 1.3 状态矢量的线性变换(坐标变换)
- 1.4 从状态空间表达式求传递函数阵
- 1.5 离散时间系统的状态空间表达式
- 1.6 时变系统和非线性系统的状态空间表达式
- 第2章 控制系统状态空间表达式的解
- 2.1 线性定常齐次状态方程的解（自由解）
- 2.2 状态转移矩阵的求解方法
- 2.3 线性定常系统非齐次方程的解
- 2.4 离散时间系统状态方程的解
- 2.5 连续时间状态空间表达式的离散化
- 第3章 线性控制系统的能控性和能观性
- 3.1 能控性的定义与基本判别方法
- 3.2 线性定常系统的能控性矩阵判别方法
- 3.3 线性定常系统的能观性与判别方法
- 3.4 能控性与能观性的对偶关系
- 3.5 能控标准型和能观标准型
- 3.6 线性系统的结构分解
- 3.7 传递函数矩阵的实现问题
- 第4章 稳定性与李雅普诺夫方法
- 4.1 李雅普诺夫稳定基础
- 4.2 李雅普诺夫第一法和第二法
- 4.3 李雅普诺夫第二法的应用
- 第5章 线性定常系统的综合
- 5.1 线性反馈控制系统的基本结构和特性
- 5.2 极点配置问题
- 5.3 系统镇定问题
- 5.4 系统解耦问题
- 5.5 状态观测器
- 5.6 利用状态观测器实现状态反馈
- 第6章 最优控制
- 6.1 最优控制的前提条件
- 6.2 泛函及其极值-变分法
- 6.3 用变分法求解连续系统最优控制问题
- 6.4 极小值原理
- 期末考试
Taught by
Bingtuan Gao and Xinghe Fu
