多变量控制系统分析与设计01

多变量控制系统分析与设计侍洪波实验十五楼 20464252189，参考书籍1 蒋慰孙，叶银忠 . 多变量控制系统分析与设计 ，中国石化出版社， 19972 RAJNIKANT V.PATEL AND NEIL MUNRO. Multivariable System Theory and Design ,PERGAMON PRESS,19823 涂奉生，董达生，杨永 . 多变量线性控制系统 (状态空间方法 ) ，煤炭工业出版社， 1988 4 白方周，庞国仲 . 多变量频域理论与设计技术 ，国防工业出版社，1988 5 程鹏 . 多变量线性控制系统 ，北京航空航天大学出版社， 1990 6 胡克定，郑卫新 . 多变量系统理论与设计 ，东南大学出版社， 1991 参考书籍7 高黛陵，吴麒 . 多变量频率域控制理论 ，清华大学出版社， 1998 8 黄琳 . 系统与控制理论中的线性代数 ，科学出版社， 1982 9 薛定宇 . 控制系统计算机辅助设计 -MATLAB语言及应用 (第二版 )，清华大学出版社， 2006 第 1章 绪论 1.1 单输入单输入 -单输出系统单输出系统 (SISO)与多输入与多输入 -多输出系统多输出系统 (MIMO)1.2 MIMO系统的分析与设计系统的分析与设计系统分析： 研究系统的结构与参数对系统品质的关系系统设计 (综合 )：确定系统结构和控制算法（控制参数）条件以满足系统品质要求1.3 技术发展回顾技术发展回顾(A)经典控制理论 (B)现代控制理论 (C)智能控制理论 (1) 经典控制理论发展阶段经典控制理论发展阶段（ 1788年 J.瓦特蒸汽机调速器）n 1868年 ,J.C.马克斯威尔， 微分方程 描述调速系统，应用特征根分布情况判断系统稳定性n 1895年， Routh和 Hurwitz各自推导出适用高阶系统的代数稳定性判据稳定性分析方面稳定性分析方面快速性和准确分析方面快速性和准确分析方面n 1932年 ,Nyquist提出频率域稳定性判据，不仅可以判断系统稳定性，而且可以分析系统的稳定裕度，奠定 频域法 分析与综合的基础n 1948年， W.R.Evans发表了 根轨迹 法不直接求解系统过渡过程的解，从开环特性来判断控制器参数变化时闭环系统的控不直接求解系统过渡过程的解，从开环特性来判断控制器参数变化时闭环系统的控制品质。在规定闭环系统品质要求时，设计确定控制器或校正装置。制品质。在规定闭环系统品质要求时，设计确定控制器或校正装置。 (工程应用工程应用 )(1) 现代控制理论发展阶段现代控制理论发展阶段经典控制理论的局限性n 非线性、时变n 相互关联的多变量系统特性n 系统分析综合方法带有半经验、试差性质的工程方法，缺乏理论性方法n 航空航天领域重要的控制命题 (最优控制：最少燃料问题、最短时间控制等 )n 1907年 ,A.M.李亚普诺夫采用 状态方程 描述系统稳定性问题 ,1950年代数字计算机出现，计算困难得以解决。n 最优控制 问题的解决变分法可能遇到不便于处理有约束及其他复杂情况， Pontryagin的极小 (大 )值原理、 Bellman的动态规划法作出了划时代贡献。n 线性二次型最优控制，使多变量系统设计面向明确的优化指标，采用直接计算的方法，得出所需要的状态反馈控制律。Luenberger观测器 Kalman滤波器 (随机噪声 )n 线性系统结构研究方面取得成果：可控性与可观性研究，各种标准型研 究，状态空间表达式与传递函数相互转换，状态 (输出 )反馈配置闭环系统极点位置。n 1960年代，英国学派为代表的多变量频域方法出现， “ 对角优势 ” ，逆奈氏阵列设计方法 (H.H.Rosenbrock)，逐次