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《現代控制理論》課程教學大綱

時間:2010-05-04 | 來源:

 
《現代控制理論》教學大綱
課程名稱    現代控制理論            英文名稱    Modern Control Theory
學時學分    54/3                             課程性質:    學位專業課
開課單位:       數學科學學院            適用專業:    運籌學與控制論、模式識別與智能系統
預修課程    常微分方程,線性代數,復變分析,泛函分析,信號與系統
大綱執筆人:賈新春                        開課學期    春季學期
教學方式:    主講、研討                考核方式:    閉卷
 
一、課程目的與要求
《現代控制理論》是運籌學與控制論、模式識別與智能系統專業碩士研究生的學位專業課程。主要介紹控制理論中的基本概念、基本理論以及控制綜合等方面的基礎知識,其中包括:古典控制理論、線性系統的狀態空間描述、系統的可控性與可觀測性、系統的對偶原理、線性定常系統的線性變換、系統的反饋控制與極點配置、系統的狀態觀測器與分離原理、李雅普諾夫穩定性理論、最優控制理論等。同時加強控制系統的一些仿真試驗環節。該課程內容充實,具有廣闊的應用前景,適合于應用數學、工科專業的研究生學習。該課程的學習將有助于學生掌握并應用控制理論,提高解決實際問題的能力。
 
二、教學內容及學時安排
第一章   控制論的發展歷史與主要研究內容                               4 學時
簡要介紹控制論的發展過程中的一些重大歷史,以及當今控制論的主要研究方向。
第二章   古典控制理論                                                 6學時
簡要介紹SISO控制系統的頻域方法,包括:Laplace變換、傳遞函數、系統零極點,信號流圖,傳遞函數的梅森(Mason)公式計算方法,勞思-赫爾維茨穩定判據。
第三章   線性系統的狀態空間描述                                       8學時
主要包括連續時間系統描述的基本概念、基本形式、狀態空間表達式的建立方法、狀態轉移矩陣和狀態響應解、傳遞矩陣的狀態空間實現、以及離散時間系統的相應理論。
第四章   系統的可控性與可觀測性                                       8學時
主要包括一般系統的可控性與可觀測性的概念、線性連續系統的可控性與可觀測性的判據、線性離散系統的可控性與可觀測性的判據等。
第五章   線性定常系統的線性變換                                       6學時
    主要包括系統經線性變換后的基本形式、系統的對偶原理、系統在變換下的不變性和不變量、系統結構分解等。
第六章   反饋控制與極點配置                                           4學時
主要包括系統常用的反饋控制形式、系統極點配置等。
第七章   系統的狀態觀測器與分離原理                                   6學時
主要包括全維狀態觀測器設計、基于狀態觀測器的反饋控制與分離原理、降維狀態觀測器設計等。
第八章   李雅普諾夫穩定性理論                                         4學時
主要包括李雅普諾夫穩定性的一些基本概念、雅普諾夫穩定性的第二方法等。
第九章   最優控制理論                                                 6學時
簡要介紹最優控制理論的一些基本概念、二次最優控制理論等。
 
三、教材及主要參考書
1、《現代控制理論》, 胡壽松編, 科學出版社(第四版),2001
2、《線性系統理論》, 鄭大鐘著, 清華大學出版社,2002
3、《自動控制原理》, 翁思義,楊平編著, 中國電力出版社,2001
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