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上海交通大学机械与动力工程学院专业学位课程内容介绍《现代控制工程基础》

上海交通大学 免费考研网/2013-01-07


《现代控制工程基础》

课程代码P020573学分/学时2.0/36开课时间
课程名称现代控制工程基础
开课学院机械与动力工程学院
任课教师王旭永
面向专业
预修课程自动控制原理、线性代数
课程讨论时数0 (小时)课程实验数0 (小时)
课程内容简介

现代控制工程基础旨在使学生加深对控制系统相关理论问题的理解,提高对控制系统的设计能力。通过本课程的学习,要求学生能进一步掌握机电控制系统分析与设计所必需的理论,为今后从事机电领域的研究、开发工作打下必要的基础。本课程以经典控制理论为基础,主要介绍现代控制工程的基本知识。现代控制理论以状态空间作为描述系统模型的数学手段,讨论了控制系统的状态空间描述、时域输出解、能控性和能观性、李雅普诺夫意义下的稳定性判别、状态反馈和观测器、系统综合、最优控制等问题。现代控制理论在古典控制理论的基础上,为控制系统的分析和设计提供了新的理论方法和手段。通过本课程的学习,将为培养机电控制系统分析和设计的素质和能力打下进一步的基础。

课程内容简介(英文)

Course Description: Based on classical control, the course provides an introduction to the modern control theory including state space description, stability analysis, state feedback control and optimal control. The objective of this course is to introduce some fundamental concepts of control system design including the classical and modern control theory.

教学大纲

本课程教学内容和基本要求1、状态空间表示法微分方程、传递函数、方块图三种建模方式回顾状态空间表示法的一些基本概念;时域描述、频域描述与状态方程之间的转化;状态方程的规范形式;离散系统的状态空间描述。2、状态空间的时域解时域分析基础矩阵指数的计算方法线性定常系统的自由运动和受控运动线性时变系统状态方程的解法3、控制系统的稳定性分析经典控制理论的稳定性分析方法李雅普诺夫稳定性定理线性系统的李雅普诺夫稳定性分析克拉索夫定理的稳定性分析4、线性系统的能控性和能观性能控性和能观性的概念线性定常系统的能控性和能观性判别能控规范型和能观规范型系统能控性和能观性的对偶原理5、线性定常系统的综合PID控制回顾状态反馈与极点配置全维观测器和降维观测器的设计用观测器实现系统的状态反馈6、最优控制最优控制的基本概念最优控制的变分法原理和极小值原理

课程进度计划

绪论,2学时;数学建模方法与状态空间表示法,6学时;状态空间的时域解,4学时;稳定性分析,6学时;能控性和能观性,4学时;线性定常系统的综合,6学时;最优控制,4学时

课程考核要求

本课程考试的目的是检验学生掌握现代控制理论的程度。通过考试,考核学生对现代控制理论的基本概念、计算推导、分析设计等方面的熟悉程度。考试的总体要求是:熟悉基本概念,能正确运用相关定理和公式,掌握控制系统分析和设计所必需的知识理论,对工程实际系统能应用现代控制理论解决相关问题。1、状态空间表示法状态空间表示法的一些基本概念;时域描述、频域描述与状态方程之间的转化;状态方程的规范形式;2、状态空间的时域解矩阵指数的计算方法线性定常系统的自由运动和受控运动线性时变系统状态方程的解法3、控制系统的稳定性分析李雅普诺夫稳定性定理线性系统的李雅普诺夫稳定性分析克拉索夫定理的稳定性分析4、线性系统的能控性和能观性能控性和能观性的概念线性定常系统的能控性和能观性判别能控规范型和能观规范型系统能控性和能观性的对偶原理5、线性定常系统的综合状态反馈与极点配置全维观测器和降维观测器的设计用观测器实现系统的状态反馈6、最优控制最优控制的基本概念最优控制的变分法原理和极小值原理考核方式期末考试、平时作业

参 考 文 献
  • 控制理论基础,王显正等,科学出版社,2007年现代控制理论,刘豹,机械工业出版社,2001年
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