先进控制理论及应用
M01B08001
课程基本信息
课程编号
M01B08001
课程中文名称
先进控制理论及应用
课程英文名称
Advanced Control Theory and Application
课程性质
专业基础课
课程类别
硕士生课
开课学院
机电工程学院
允许外学院选课
是
考核方式
课堂开卷
上课语言
中文
其他课程
课程中文简介
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，内容包括线性控制系统状态空间方法、能控性和能观性、李雅普诺夫稳定性理论、系统的分析和综合（状态反馈和输出反馈控制问题）、最优控制（变分法、极大值原理和动态规划）等，由浅入深，有启发性。
课程英文简介
课程学时安排
教学学时
0
实验学时
0
实践学时
0
周学时
0
其他学时
0
自学学时
0
上课周数
0
总学时
32
课程学分
2.0
教学目标
通过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，使学生能够熟悉现代控制的基本概念，掌握对复杂系统的数学建模及系统分析的方法、原理和基本步骤，从工程化角度培养学生对复杂控制系统进行综合分析和设计的能力。
预备知识要求
要求掌握的先修课程：高等数学、线性代数、控制工程基础、理论力学、电工电子技术等
主讲教师信息
教师姓名
王晓强
学历
博士研究生
教师工号
9901436
联系电话
15038538455
教师职务
教授
邮箱地址
参考书目
[1] 赵光宙. 现代控制理论[M]. 北京: 机械工业出版社,2013 [2] 王孝武. 现代控制理论基础（第3版）[M]. 北京: 机械工业出版社,2015
教学日历
第一章 绪论 （4学时） 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。 第二章 控制系统的状态空间表达式 （6学时） 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(坐标变换)，从状态空间表达式求传递函数阵。 第三章 控制系统状态空间表达式的解 （4学时） 线性定常齐次状态方程的解(自由解)，矩阵指数函数—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。 第四章 线性控制系统的能控性和能观性 （6学时） 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，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。 第五章 稳定性与李雅普诺夫方法 （4学时） 李雅普诺夫关于稳定性的定义，李雅普诺夫第一法，李雅普诺夫第二法，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。 第六章 线性定常系统的综合 （4学时） 线性反馈控制系统的基本结构及其特性，极点配置问题，系统镇定问题，系统解耦问题，状态观测器，利用状态观测器实现状态反馈的系统。 第七章 最优控制 （4学时） 最优控制概述，研究最优控制的前提条件，静态最优化问题的解，泛函及其极值—变分法，用变分法求解连续系统最优控制问题—有约束条件的泛函极值，极小值原理，动态规划法，线性二次型最优控制问题。
教材