上海交通大学电院博士课程内容介绍《线性控制系统理论》

删除或更新信息，请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)

上海交通大学免费考研网/2012-12-22

闂傚倸鍊搁崐鐑芥嚄閸洖绠犻柟鎹愵嚙鐟欙箓鎮楅敐搴″闁搞劍绻堥獮鏍庨鈧俊鑲╃棯閹佸仮闁哄被鍔戦幃銈夊磼濞戞﹩浼�2婵犵數濮烽弫鎼佸磻閻愬搫鍨傞柛顐ｆ礀缁犳壆绱掔€ｎ偓绱╂繛宸簻鎯熼梺鍐叉惈椤戝洨绮欒箛娑欌拺闁革富鍘奸崝瀣亜閵娿儲顥㈢€规洜鏁婚崺鈧い鎺戝閳锋垿鏌涘☉姗堝伐濠殿噯绠戦湁婵犲﹤鎳庢禒杈┾偓瑙勬礃濡炰粙寮幘缁樺亹鐎规洖娲ら獮姗€姊绘担鍛婃儓妞わ富鍨堕幃妯衡攽鐎ｎ亝杈堥梺闈涚箞閸婃牠鎮￠悢鍏肩叆闁哄洦顨呮禍鎯ь渻閵堝繐顩柡浣割煼閻涱噣宕橀埡鍐炬祫闁诲函缍嗛崑鎺懳涢崘銊㈡斀闁绘劖娼欓悘锔剧棯閺夎法效妤犵偛顦垫俊鍫曞幢濞嗘埈鍟庨梻浣烘嚀椤曨參宕戦悙鏍稿寮介鐔蜂化婵炴挻鑹鹃敃锕傚箖閸忛棿绻嗛柛娆忣槸婵洭鏌嶇拠鏌ュ弰妤犵偛娲畷婊勬媴閾忕懓骞€婵犵數濮烽。钘壩ｉ崨鏉戝瀭闂傚牊绋堥弸宥夋煥濠靛棙濯兼繛灏栨櫊閺屾洘绻涢悙顒佺彆闂佺粯鎸堕崕鑼崲濞戙垹绠ｉ柣鎰╁妿缁变即姊虹紒妯烘诞闁衡偓闁秴桅闁告洦鍨奸弫鍐煏韫囧﹥娅呴柛鎾讳憾濮婃椽骞愭惔锝傚闂佸憡姊归悷鈺呮偘椤旈敮鍋撻敐搴℃珮闁轰礁绉电换婵囩節閸屾稑顎涘┑鈥冲级閹稿啿顫忕紒妯诲闁告盯娼у﹢閬嶅箲閵忋倕绠涙い鏂垮⒔閻撳姊虹紒妯虹伇婵☆偄瀚板畷褰掑磼閻愬鍘遍悗鍏夊亾闁逞屽墴瀹曟垿鎮欓崫鍕紱闂侀潧艌閺呮粓鎮￠妷鈺傜厽闁哄洨鍋涢埀顒€婀遍埀顒佺啲閹凤拷
婵犵數濮烽弫鍛婃叏娴兼潙鍨傜憸鐗堝笚閸嬪鏌曡箛瀣偓鏇㈡倷婵犲嫭鍠愮€广儱妫欓崣蹇涙煏閸繍妲归柍閿嬪灴閺屾稑鈽夊鍫濅紣缂備焦顨嗙敮妤佺┍婵犲浂鏁冮柨婵嗘处閸掓稑顪冮妶鍐ㄧ仾婵☆偄鍟幈銊╁焵椤掑嫭鐓忛柛顐ｇ箖閿涘秵淇婇銏狀伃闁哄矉绲鹃幆鏃堫敍濠婂憛锝夋⒑閸濄儱校闁绘濮撮悾鐑藉閵堝懐顔掑銈嗘⒒閺咁偊宕㈤幖浣光拺闁告稑锕ョ粈瀣箾娴ｅ啿娲﹂崐鍫曟煥濠靛棙顥撳ù婊勭矒閺岀喓鈧稒岣跨粻鏍ь熆鐠哄搫顏紒杈ㄥ笧閳ь剨缍嗘禍璺何熼埀顒勬⒑缁洘鏉归柛瀣尭椤啴濡堕崱妤€娼戦梺绋款儐閹瑰洭寮诲鍥ㄥ珰闁哄被鍎卞鏉库攽閿熺姷鐣哄ù婊冪埣瀵顓奸崼顐ｎ€囬梻浣告啞閹稿鎮烽埡浣烘殾妞ゆ牗绋戦閬嶆倵濞戞顏呯椤栨埃鏀介柣鎰级閳绘洖霉濠婂嫮绠炵€殿喗鐓￠、妤呭礋椤掆偓閳ь剙鐖奸弻锝夊箛椤旇姤姣勯梺纭呮閸婂潡寮诲☉銏犖ч柛銉仢閵忋倖顥嗗璺侯儑缁♀偓婵犵數濮撮崐鎼佸汲閿濆棎浜滈幖娣焺濞堟洟鏌曢崶褍顏柛鈺冨仱椤㈡﹢鎮欏顔荤棯濠电姵顔栭崹閬嶅箰閹惰棄钃熼柨鐔哄Т閻愬﹪鏌嶆潪鎵妽闁诲繋绶氬娲川婵犲嫭鍠涢梺绋款儐閹瑰洤顫忕紒妯诲闁告縿鍎虫婵犵數鍋橀崠鐘诲幢閹邦亝鐫忛梻浣虹帛閸旀寮崫銉т笉闁哄啫鐗婇悡娆撴煙椤栧棗鑻▓鍫曟⒑瀹曞洨甯涙慨濠傜秺楠炲牓濡搁妷搴ｅ枔閹风娀骞撻幒婵囨祰闂傚倷鐒﹂幃鍫曞磹瑜忕划濠氬箻鐠囪尪鎽曢梺缁樻濞咃綁鎯屽▎鎾寸厵缂佸鐏濋銏ゆ煙椤旂晫鎳囨慨濠勫劋鐎电厧鈻庨幋鐘樻粎绱撴担鍝勑ｉ柣妤佹礋椤㈡岸鏁愭径妯绘櫇闂佸啿鐏堥弲婊堟倵婵犳碍鈷戠憸鐗堝笒娴滀即鏌涘Ο鍝勨挃缂侇喗鐟╁畷鐔碱敍濞戞帗瀚奸梻浣告贡鏋繛瀵稿厴閸┿儲寰勯幇顓犲幐闂佸壊鍋掗崑鍕櫠鐎电硶鍋撶憴鍕缂傚秴锕ユ穱濠傤潰瀹€濠冃┑鐘愁問閸ㄤ即濡堕幖浣歌摕婵炴垶菤濡插牊鎱ㄥΔ鈧悧濠囧极閸撗呯＝濞达絽鎼牎闁汇埄鍨抽崑銈夊春閳ь剚銇勯幒鍡椾壕闂佽绻戦懝楣冣€﹂崹顕呮建闁逞屽墴楠炲啳顦圭€规洖宕湁闁哄瀵ч崰妯尖偓瑙勬礈鏋摶鏍归敐澶嬫珳闁汇儺浜缁樻媴娓氼垱鏁梺瑙勬た娴滎亜顫忔禒瀣妞ゆ牗绋掑▍鏍⒑閸濆嫮鈻夐柛妯圭矙閹ょ疀濞戞瑧鍘遍梺鏂ユ櫅閸燁垳绮堥埀顒€顪冮妶蹇曞矝闁哄棙绔糴婵犵數濮烽弫鍛婃叏娴兼潙鍨傞柛锔诲幘缁€濠傗攽閻樺弶鎼愰柣鎺戠仛閵囧嫰骞掑鍫濆帯闂佹剚鍨卞ú鐔煎蓟閺囥垹骞㈡俊銈傚亾闁哄棴缍侀弻锛勪沪閸撗勫垱濡ょ姷鍋炵敮锟犵嵁鐎ｎ喗鍊婚柛鈩冿供濡冣攽閿涘嫬浜奸柛濠冪墱閺侇噣鎮欓崫鍕崶闂佸綊鍋婇崰姘舵儗濞嗗繆鏀介柣妯哄级婢跺嫰鏌涚€ｎ偄濮嶉柡宀嬬秮婵偓闁靛繆鍓濆В鍕煛娴ｅ摜澧︽慨濠勭帛閹峰懐绮欓幐搴♀偓顖氣攽閻橆喖鐏柨鏇樺灩閻ｇ兘顢涘☉姗嗗殼闁诲孩绋掗敋濞存粠鍨跺娲川婵犲嫮鐣垫繝娈垮灥妞存悂骞嗛弮鍫濐潊闁挎稑瀚倴濠碉紕鍋戦崐鏍礉濡ゅ懎绐楅幖娣灮椤╂彃螖閿濆懎鏆為柣鎾寸洴閺屾盯濡烽敐鍛瀴闂佹眹鍔嶉崹鍧楀蓟閿濆鍋勯柛娆忣槹閻濇棃姊虹€圭姵顥夋い锔炬暬閻涱喖螣閼测晝顦╅梺缁樏畷顒勵敆閵忊€茬箚闁绘劦浜滈埀顒佺墪鐓ゆ繝闈涙閺嬪秹鏌￠崶鈺佷憾缂傚倹宀搁悡顐﹀炊閵娧€妲堥悗鐟版啞缁诲啴濡甸崟顖氱婵°倐鍋撻柛鐕佸灦椤㈡瑩鏁撻敓锟�20濠电姴鐥夐弶搴撳亾濡や焦鍙忛柣鎴ｆ绾惧鏌ｅΟ娆惧殭缂佺姴鐏氶妵鍕疀閹炬惌妫″銈庡亝濞叉ḿ鎹㈠┑瀣棃婵炴垵宕崜鎵磽娴ｅ搫校闁搞劌娼″濠氬Χ閸℃ê寮块梺褰掑亰閸忔﹢宕戦幘婢勬棃鍩€椤掑嫬鐓濋柡鍐ㄧ墕椤懘鏌ｅΟ鐑橆棤闁硅櫕鎹囬妶顏呭閺夋垹顦ㄩ梺鍐叉惈閿曘儵鏁嶉崨顖滅＝闁稿本鐟чˇ锔姐亜閿旇鐏︽い銏″哺椤㈡﹢濮€閻橀潧濮︽俊鐐€栧濠氬磻閹惧绡€闁逞屽墴閺屽棗顓奸崨顖ょ幢闂備胶绮濠氬储瑜斿鍛婄瑹閳ь剟寮婚弴銏犻唶婵犲灚鍔栨晥闂備胶枪妤犲摜绮旇ぐ鎺戣摕婵炴垯鍨归崡鎶芥煏婵炲灝鍔氭い顐熸櫊濮婄儤瀵煎▎鎴犳殸缂傚倸绉撮敃顏堢嵁閸愩剮鏃堝礃閳轰焦鐎梻浣告啞濞诧箓宕ｆ惔銊ユ辈闁跨喓濮甸埛鎴︽煕濠靛棗顏い銉﹀灴閺屾稓鈧綆鍋呭畷灞炬叏婵犲啯銇濈€规洦鍋婂畷鐔煎垂椤愬诞鍥ㄢ拺闁告稑锕ラ埛鎰版煟濡ゅ啫鈻堟鐐插暣閺佹捇鎮╅搹顐ｇ彨闂備礁鎲″ú锕傚礈濞嗘挻鍋熷ù鐓庣摠閳锋垿姊婚崼鐔恒€掔紒鐘冲哺閺屾盯骞樼€靛摜鐤勯梺璇″枓閳ь剚鏋奸弸搴ㄦ煙闁箑鏋ゆい鏃€娲樼换婵嬪閿濆棛銆愬銈嗗灥濡稓鍒掗崼銉ョ劦妞ゆ帒瀚崐鍨箾閸繄浠㈡繛鍛Ч閺岋繝鍩€椤掑嫬纭€闁绘垵妫楀▓顐︽⒑閸涘﹥澶勯柛瀣浮瀹曘儳鈧綆鍠楅悡鏇㈡煛閸ャ儱濡兼鐐瓷戞穱濠囧矗婢跺﹦浼屽┑顔硷攻濡炶棄鐣烽锕€绀嬫い鎰枎娴滄儳霉閻樺樊鍎滅紓宥嗙墪椤法鎹勯悜妯绘嫳闂佺ǹ绻戠划鎾诲蓟濞戙埄鏁冮柨婵嗘椤︺劑姊洪崫鍕闁告挾鍠栭獮鍐潨閳ь剟骞冨▎鎾搭棃婵炴垶顨呴ˉ姘辩磽閸屾瑨鍏屽┑顔炬暩閺侇噣鍨鹃幇浣圭稁婵犵數濮甸懝楣冩倷婵犲洦鐓ユ繝闈涙閸ｇǹ顭跨憴鍕婵﹥妞介幊锟犲Χ閸涱喚鈧儳鈹戦悙鎻掔骇闁搞劌娼￠獮濠偽旈崘鈺佺／闁荤偞绋堥崜婵嬫倶娓氣偓濮婅櫣娑甸崨顔兼锭闂傚倸瀚€氭澘鐣烽弴銏犵闁挎棁妫勯埀顒傛暬閺屻劌鈹戦崱娑扁偓妤侇殽閻愮榿缂氱紒杈ㄥ浮閹晛鐣烽崶褉鎷伴梻浣告惈婢跺洭宕滃┑鍡╁殫闁告洦鍋€濡插牊绻涢崱妤佺濞寸》鎷�

《线性控制系统理论》

课程代码	X031516	学分/学时	3.0/54	开课时间	春
课程名称	线性控制系统理论
开课学院	电子信息与电气工程学院
任课教师	唐厚君
面向专业	各种与自动化有关专业
预修课程	高等数学、线性代数、积分变换、自动控制理论

课程讨论时数

4 (小时)

课程实验数

8 (小时)

课程内容简介

本课程为电气工程及自动化等专业的学位课程。《线性控制系统理论》是现代复杂、多变量、多输入、多输出控制系统的分析和设计的基础。通过本课程的学习，使学生能够掌握现代控制理论的基本概念和基础知识，具备应用状态空间法分析和设计控制系统的能力，能够看懂一篇完整的线性系统模型跟踪控制的学术论文，并能够独立设计其控制器。对学有余力的同学，可在教师的指导下完成非线性系统的模型跟踪控制，也可融入人工神经网络技术实现其鲁棒控制和抗干扰设计。本课程的教学重点在于实际应用能力的培养，理论上不求完美和全面。通过若干应用实例和仿真程序的介绍，使学生能够高效、直观、近距离地感受自动控制的奥妙，激发学生的学习兴趣，许多设计方法和思想可直接（或少加改动后）应用到自己的项目研究中去。

课程内容简介（英文）

This course is a degree course of Electrical Engineering or related majored students. < Linear Control Theory> is a core course for analysis and design for multivariable, multi-input and multi-output modern control systems. Through this course, the students will get to know the basic concept of modern control theory and be able to analyse and design control systems using State Space Equation Method. The students will be able to understand an academic paper about Model-Following Control in a linear system and design the controller based on the paper described for the system. Students who’re interested in it could learn about Model-Following Control in nonlinear systems with the teacher’s help, or even combine ANN (Artificial Neural Network) to realize Robust Control and Anti-interference Design. The course focuses on how to improve the students’ ability in practical application. Through plenty of application examples and simulation programs, the students could see how Automatic Control works vividly.

教学大纲

（一）基本要求１．熟练掌握控制系统的状态空间描述法。２．熟练掌握线性定常系统的运动分析。了解线性时变系统状态方程的求解过程。３．重点掌握线性定常系统的能控性、能观测性判别定理。４．了解运用李雅普诺夫方法分析系统平衡状态的稳定性的方法及系统BIBO稳定性的判别。５．重点掌握极点配置、全维状态观测器的设计方法。了解降维状态观测器的设计方法、状态反馈解耦问题。（二）基本内容第一章绪论１．控制理论的发展简历史。２．现代控制理论的主要研究内容、研究方法。３．现代控制理论与经典控制理论的比较。第二章控制系统的状态空间表达式１．状态空间的基本概念。状态变量的选取、状态向量、状态空间以及空间表达式的定义。２．状态空间表达式的建立。从系统工作机理、系统方框图和描述系统的微分方程出发，建立系统的状态空间表达式。３．线性变换。等价方程，线性变换的基本特性，对角线、约当、模态规范型。４．传递函数矩阵。由状态空间表达式求系统传递函数距阵。５．离散时间系统的状态空间表达式。第三章控制系统状态空间表达式的解１．线性定常系统方程的解。状态转移距阵的定义、性质及求法。线性定常系统状态方程的解。２．线性时变系统的运动分析。３．离散时间系统状态方程的解。４．连续时间系统状态空间表达式离散化。第四章线性控制系统的能控性和能观性１．能控性及判据。２．能观测性及判据。３．离散时间系统的能控性和能观测性。４．对偶原理。５．状态空间表达式的能控标准型与能观测标准型。能控标准Ⅰ、Ⅱ型与能观测标准Ⅰ、Ⅱ型的定义、求法和相互关系。６．线性系统的结构分解。将线性系统的结构按能控性、能观测性分解。７．传递函数矩阵的实现。能控标准型与能观测标准型的实现及最小实现。８．传递函数与状态能控性和能观测性之间的关系。第五章稳定性与李雅普诺夫方法１．稳定性的定义。平衡状态，李雅普诺夫意义下的稳定、渐进稳定、大范围渐进稳定的定义。２．李雅普诺夫方法。李雅普诺夫第一法和李雅普诺夫第二法。３．李雅普诺夫方法在线性系统中的应用。４．李雅普诺夫方法在非线性系统中的应用。第六章线性定常系统的综合１．线性反馈控制系统的基本结构及其特性。状态反馈、输出反馈的构成，闭环系统后系统的能控性和能观测性。２．极点配置问题。采用状态反馈实现极点配置的条件及状态反馈矩阵的设计。３．状态观测器。状态观测器存在条件，全维状态观测器的设计，降维状态观测器的设计。４．带观测器的状态反馈系统。５．解耦问题。第七章线性定常系统的模型跟踪控制（文献阅读和设计实例）1．问题的设定2．控制率设计3．系统内部状态稳定性证明4．仿真实例5．结果分析和实例6．参考文献

课程进度计划

(无)

课程考核要求

综合平时作业（2～3次，占40％）与课程结束时的大作业（占60％）给出课程考核成绩。平时作业要求：提交实验报告，内容包括：设计说明；算法说明；程序流程图和源代码；程序运行方法（参数设置、运行环境、输入输出数据格式）；运行结果说明；心得体会；存在问题及改进方向；其他需要说明的问题；参考文献。大作业要求：提交实验报告，内容包括：设计说明；算法说明；程序流程图和源代码；程序运行方法（参数设置、运行环境、输入输出数据格式）；运行结果说明；心得体会；存在问题及改进方向；其他需要说明的问题；参考文献。方法和结果正确，即可得C+~B。列出创新点（方法的改进和应用对象的不同），该部分可获B+~A+。

参考文献

1. 韩正之，线性控制系统理论，华东师范大学出版社，1999。2. 王孝武，现代控制理论．北京：机械工业出版社，1998。3. 刘豹，现代控制理论（第二版）．北京：机械工业出版社，1999。4. 胡寿松主编，《自动控制原理》（第四版）．北京：科学出版社，2002。5. 李友善，自动控制原理（修订版）．北京：国防工业出版社，1989。