还剩1页未读,继续阅读
文本内容:
现代控制理论课程教学大纲课程编号09171260课程名称现代控制理论Theory ofModern Control学时48学时学分
3.5学时适用专业自动化开课学期第五学期开课部门物理科学与工程技术学院先修课程高等数学、线性代数、复变函数、电路、模拟电路、数字电路、电机与电力拖动、自动控制原理考核要求考查使用教材及主要参考书刘豹唐万生主编,《现代控制理论》,第3版,机械工业出版社,2007年胡寿松主编,《自动控制原理》,科学出版社,2007年王诗宓主编,《自动控制理论例题习题集》,清华出版社,2006年梅晓榕主编,《自动控制原理学习与考研指导》,科学出版社,2006年
一、课程的性质和任务本课程介绍现代控制系统的基本理论和控制系统分析与设计的主要方法,包括线性控制系统的状态空间分析法和系统的实现问题研究,控制系统状态空间表达式的解,线性控制系统的能控性和能观性,稳定性与李雅普诺夫方法,线性定常系统的综合,最优控制等
二、教学目的与要求通过教学,让学生掌握状态空间分析的方法,对系统的能控性和能观性,稳定性与李雅普诺夫方法,线性定常系统的综合,最优控制等知识有一定的了解通过系统的实验研究,对现代控制理论的实践性能有较深的认识
三、学时分配章节课程内容学时1绪论22控制系统的状态空间表达式63控制系统状态空间表达式的解84线性控制系统的能控性和能观性85稳定性与李雅普诺夫方法86线性定常系统的综合87最优控制8
四、教学中应注意的问题积极提倡在教学中采用CAI、CAD、多媒体等多种现代教学手段,以提高课时效率和增强课堂效果教学中应注重培养学生的素质和创新能力
五、教学内容第一章绪论
1.基本内容本章主要介绍控制理论的性质,控制理论的发展,控制理论的应用,控制一个动态系统的几个基本步骤
2.教学基本要求通过教学让学生掌握现代控制理论研究的对象和研究的方法,了解现代控制理论的发展历程和应用场合,在此基础上,对控制系统的建模和系统辨识、信号处理、控制的综合等知识有一定认知
3.教学重点难点控制一个动态系统的几个基本步骤
4.教学建议从实际出发,多介绍一些实例,让学生对现代控制理论有一定的了解第二章控制系统的状态空间表达式
1.基本内容本章主要介绍状态变量及状态空间表达式,状态变量及状态空间表达式的模拟结构图,状态变量及状态空间表达式的建立,状态矢量的线性变换,从状态空间表达式求传递函数阵,离散时间系统的状态空间表达式,时变系统和非线性系统的状态空间表达式等
2.教学基本要求通过教学让学生掌握状态变量及状态空间表达式,状态变量及状态空间表达式的模拟结构图,状态变量及状态空间表达式的建立,状态矢量的线性变换,从状态空间表达式求传递函数阵,离散时间系统的状态空间表达式,时变系统和非线性系统的状态空间表达式等
3.教学重点难点状态空间表达式的建立和状态矢量的线性变换
4.教学建议从实际出发,多介绍一些实例,让学生对状态空间表达式的建立和状态矢量的线性变换有一定的了解第三章控制系统状态空间表达式的解
1.基本内容本章主要介绍线性定常齐次状态方程的解,状态转移矩阵,线性定常系统非齐次方程的解,线性时变系统的解,离散时间系统状态方程的解,连续时间状态空间表达式的离散化等
2.教学基本要求通过教学让学生掌握线性定常齐次状态方程的解,状态转移矩阵,线性定常系统非齐次方程的解,线性时变系统的解,离散时间系统状态方程的解,对连续时间状态空间表达式的离散化等知识有所了解
3.教学重点难点状态转移矩阵的求取
4.教学建议从实际出发,多介绍一些实例,让学生对状态转移矩阵的求取有一定的了解第四章线性控制系统的能控性和能观性
1.基本内容本章主要介绍能控性的定义,线性定常系统的能控性判别,线性连续定常系统的能观性,离散时间系统的能控性与能观性,时变系统的能控性与能观性,能控性与能观性的对偶关系,状态空间表达式的能控标准型与能观标准型,线性系统的结构分解,传递函数阵的实现问题,传递函数中零极点对消与状态能控性和能观性之间的关系
2.教学基本要求通过教学让学生掌握能控性和能观性的判别方法,状态空间表达式的能控标准型与能观标准型,传递函数阵的实现问题
3.教学重点难点状态空间表达式的能控标准型与能观标准型,传递函数阵的实现
4.教学建议从实际出发,多介绍一些实例,让学生对能控性和能观性有一定的了解第五章稳定性与李雅普诺夫方法
1.基本内容本章主要介绍李雅普诺夫关于稳定性的定义,李雅普诺夫第
一、二法,李雅普诺夫方法在线性系统中的应用,李雅普诺夫方法在非线性系统中的应用等
2.教学基本要求通过教学让学生掌握李雅普诺夫方法在线性系统中的应用
3.教学重点难点李雅普诺夫方法的应用
4.教学建议从实际出发,多介绍一些实例,让学生对李雅普诺夫方法的应用有一定的了解第六章线性定常系统的综合
1.基本内容本章主要介绍线性反馈控制系统的基本结构及其特性,极点的配置问题,系统的镇定问题,系统的解耦问题,状态观测器,利用状态观测器实现状态反馈的系统等
2.教学基本要求通过教学让学生掌握三种反馈控制的原理及其应用,在些基础上对系统的镇定、解耦等问题有一定认知,对状态观测器的设置及利用状态观测器实现状态反馈的系统等问题有较深的认识
3.教学重点难点全维观测器和降维观测器
4.教学建议从实际出发,多介绍一些实例,让学生对线性定常系统的综合有一定的了解第七章最优控制
1.基本内容本章主要介绍研究最优控制的前提条件,静态最优化问题的解,离散时间系统的最优控制,离散时间系统最优控制的离散化处理,变分法,极小值原理,Bang-Bang控制,双积分系统的时间最优控制,动态规划,线性二次型最优控制问题,线性二次型次优控制问题等
2.教学基本要求通过教学让学生掌握静态最优化问题的解,离散时间系统的最优控制,离散时间系统最优控制的离散化处理,变分法,极小值原理,动态规划等;
3.教学重点难点动态规划
4.教学建议从实际出发,多介绍一些实例,让学生对最优控制理论有一定的了解.。