《现代控制理论》PPT课件 郑恩让 陕西科技大学

 
课件内容： 
第一章现代控制理论概述 
掌握系统的概念及系统的基本特征；了解系统模型的作用及特征；了解线性系统理论的研究内容。 
1.1现代控制理论概述 
1.2线性系统理论的基本内容 
控制系统的状态空间描述 
掌握状态空间描述的基本概念，能够根据所学的电路、电子技术、计算机技术、自动控制等基本原理，对线性系统进行机理分析，忽略一些非本质和次要因素后，建立既比较简单又基本反应实际物理过程的状态空间表达式；能够根据微分方程、传递函数、结构图等建立系统的状态空间表达式；理解传递函数矩阵的含义。 
2.1 状态变量及状态空间表达式的基本概念 
2.2 根据物理机理建立状态空间表达式 
2.3 由传递函数建立状态空间表达式-传递函数中不含有零点 
2.4 由传递函数建立状态空间表达式-传递函数中含有零点 
2.5 由传递函数建立状态空间表达式-传递函数只含单实极点 
2.6 由传递函数建立状态空间表达式-传递函数含重极点 
2.7由结构图建立状态空间表达式 
2.8状态空间表达式的非奇异变换 
2.9将A化为约当标准型 
2.10组合系统状态空间表达式的建立 
2.11从状态空间表达式求传递函数矩阵 
线性系统的运动分析 
理解状态转移矩阵的定义及物理含义；能够根据系统的状态空间表达式，对线性系统进行求解。 
3.1 线性定常齐次状态方程的求解 
3.2 矩阵指数函数及状态转移矩阵 
3.3 线性定常非齐次状态方程的求解 
线性系统的能控性和能观测性 
理解能控性与能观测性的概念；能够根据系统的状态空间表达式，对系统进行能控性及能观测性分析。 
4.1 能控性和能观测性的概念 
4.2 线性定常系统能控性的判定定理-秩判据 
4.3 线性定常系统能控性的判定定理-PBH定理 
4.4 线性定常系统能控性的判定定理–对角阵与约当阵判定定理 
4.5 完全能观测的充分必要条件 
4.6 能观测性秩判据 
4.7 能控性、能观测性与传递函数的关系 
4.8 连续时间线性时不变系统的结构分解-能控性分解 
4.9 连续时间线性时不变系统的结构分解-能观测性分解 
李雅普诺夫稳定性分析 
能够理解李雅普诺夫意义下稳定的几个定义；根据系统的状态空间表达式，能够利用李雅普诺夫第一方法和第二方法对系统进行稳定性判断和分析。 
5.1 李雅普诺夫稳定性的概念 
5.2 李雅普诺夫第一法 
5.3 李雅普诺夫第二法 
5.4 线性定常系统李雅普诺夫稳定性分析 
系统综合 
能够综合运用现代控制理论的知识，在对系统性能进行分析的基础上，完成系统状态反馈及状态观测器的设计，以期实现对系统的最优控制和最优估计。 
6.1 状态反馈与极点配置 
6.2 输出反馈 
6.3 全维状态观测器及其设计 
6.4 带状态观测器的状态反馈系统 
习题课 
能够利用前面章节所学内容求解相关问题 
7.1 状态空间模型习题 
7.2 线性系统时域分析习题 
7.3 系统能控性和能观测性习题 
7.4 控制系统设计及稳定性习题