《现代控制理论》PPT课件 闫茂德 长安大学

 
课件内容： 
绪论 
介绍本课程的内容、性质和任务以及学习本课程的意义，讲授控制理论的发展历史、主要特点和控制一个动态系统的基本步骤。 
1.1 控制理论的发展回顾 
1.2 现代控制理论的研究范围及分支 
1.3 经典控制理论与现代控制理论的研究与比较 
1.4 本书的内容和特点 
控制系统的状态空间表达式 
介绍状态变量及状态空间表达式的基本概念，状态空间表达式的模拟结构图。重点介绍状态空间表达式的建立方法，状态变量的线性变换。介绍了由状态空间表达式求传递函数阵，离散时间系统以及时变系统和非线性系统的状态空间表达式。 
2.1 状态空间的基本概念 
2.2 控制系统的状态空间表达式 
2.3 控制系统状态空间表达式的建立 
2.4 线性系统的数学模型变换 
2.5 线性系统的传递函数阵 
2.6 非线性系统局部线性化后的状态空间表达式 
控制系统状态表达式的解 
重点介绍线性定常系统齐次的解，矩阵指数和状态转移矩阵的概念及性质。讲授非齐次状态方程的解和离散时间系统的解以及连续时间状态空间表达式的离散化。 
3.1 线性定常系统状态方程的解 
3.2 离散时间系统状态方程的解 
3.3 连续状态方程的离散化 
线性控制系统的能控性和能观性 
主要介绍系统状态的可控性与可观性的基本概念和判据，掌握能控性和能观性标准型的获取方法及对偶原理，以及对系统进行结构分解的方法。理解系统能控性、能观性与传递函数之间的关系。 
4.1 能控性和能观性的基本概念 
4.2 线性系统能控性和能观性判据 
4.3 线性系统能控性和能观性的对偶关系 
4.4 能控标准型和能观标准型 
4.5 线性系统的结构分解 
4.6 传递函数阵的实现问题 
稳定性与李亚普诺夫方法 
介绍稳定性的基本概念、李雅普诺夫意义下稳定性的定义、李雅普诺夫第一法、李雅普诺夫第二法，讲述李雅普诺夫方法在线性系统、非线性系统中的应用。了解构造李亚普诺夫函数的一些常用方法。 
5.1 稳定性基本概念 
5.2 李雅普诺夫稳定性 
5.3 李雅普诺夫间接法 
5.4 李雅普诺夫直接法 
5.5 李雅普诺夫稳定性的应用 
线性定常系统的综合 
介绍线性反馈控制系统的基本结构及其特性；重点介绍应用状态反馈进行极点任意配置的方法以及全维状态观测器设计方法。 
6.1 线性时不变系统反馈控制的结构及特性 
6.2 闭环极点配置 
6.3 系统镇定问题 
6.4 状态观测器 
6.5 带状态观测器的状态反馈系统