《本书的主要内容》PPT课件.ppt

Ch 1绪论 目录 1 1 目录1 1控制理论发展概述1 2现代控制理论的主要内容1 3Matlab软件概述1 4本书的主要内容参考教材参考期刊 本书的主要内容及学习方法 1 8 1 4本书的主要内容及学习方法尽管现代控制理论的内容及其丰富 但是作为控制类专业的本科生的基础课程 本教材目的是使学生掌握现代控制理论的基础知识和基本方法 为进一步学习和提高打下基础 为此 本书主要介绍线性系统理论和最优控制理论 打下进行线性多变量系统的分析 综合和设计的基础 全书共分7章 着重讲授线性系统理论的状态空间分析方法 目的是让读者结合线性系统理论的学习 掌握状态空间分析和综合方法 学会运用状态空间分析这一现代控制理论中的基本工具 本书的主要内容及学习方法 2 8 除第1章外 各章的主要内容包括 第2章讨论动态系统的状态空间描述 主要讲授状态空间分析的数学模型 状态空间表达式的建立 状态空间的线性变换 多输出多输出系统的传递函数阵 组合系统的状态空间模型 以及离散时间动态系统的状态空间描述 第3章讨论线性系统的运动分析 主要介绍连续系统状态空间表达式的求解 状态转移矩阵的性质和计算 连续系统状态方程的离散化 以及离散系统的状态空间表达式的求解 本书的主要内容及学习方法 3 8 第4章讨论线性系统的结构性问题以及系统综合 主要介绍动态系统的两个基本结构性质状态能控性和能观性 状态能控性 能观性在状态空间结构分解和线性变换中的应用 能控 能观规范形 实现问题与最小实现 本书的主要内容及学习方法 4 8 第5章讨论李雅普诺夫稳定性分析 本章介绍李雅普诺夫稳定性的定义 以及分析状态稳定性的李雅普诺夫理论和方法 着重讨论李雅普诺夫第二法以及在线性系统中的应用和几类非线性系统的应用 李雅普诺夫函数的构造等 第6章讨论线性系统的系统综合问题 主要介绍状态空间分析方法在系统控制与综合中的应用 内容为状态反馈与极点配置 系统镇定 系统解耦 状态观测器 本书的主要内容及学习方法 5 8 第7章着重讲授最优控制问题初步 目的是使学生掌握好求解最优控制问题的主要理论和方法 能对一些常见的最优控制问题进行有效的分析和求解 主要内容包括 泛函基础 变分法和极大值原理 线性二次型最优控制问题 以及离散系统的最优控制问题 近年来 科学计算与仿真分析软件Matlab得到迅猛发展并已经深入到控制领域的分析计算 仿真与工程设计各个环节 成为控制领域专业人员的必备工具 针对本书讨论的现代控制理论的各种计算 分析 设计与运动仿真问题 在各章的最后一节还介绍了基于Matlab语言的程序设计与计算机仿真 本书的主要内容及学习方法 6 8 在现代控制理论课程学习中 将会遇到许多数学基本概念和方法 如线性代数及矩阵分析 常微分方程理论 实变函数及泛函分析 以及最优化方法等 有些数学概念和方法 作为控制类专业本科生需必须掌握的 在本书中就不再介绍 对在本科阶段未单独设课讲授的数学概念和方法 本书则在附录和正文中加以简略介绍 综上所述 本书内容仅限于现代控制理论中最基本的部分 由于控制理论学科本身处于不断的发展中 新的方法和理论不断涌现 在有限的课堂讲授时间内 不可能对所有现代控制理论的知识作细致介绍 相信读者在掌握了本书的基本内容之后 对有关的问题和新的方法 可以通过自我提高等途径加以解决 本书的主要内容及学习方法 7 8 学习本课程的方法1 认真复习和巩固提高数学基础知识及相关知识 如线性代数 矩阵的引入 是现代控制理论能处理MIMO系统 能处理状态空间 状态变量问题的关键如下述概念 方法和计算 矩阵运算 矩阵求逆 行列式向量运算 向量的线性无关性 矩阵的秩线性空间的基底及基底变换 相似变换特征值 特征向量及意义矩阵的定号性 正定与负定等 本书的主要内容及学习方法 8 8 常微分方程 如定系数线性常微分方程求解积分变换 拉氏变换 连续系统 和Z变换 离散系统 自动化专业需具备的物理学 电路 力学与机械等学科的基本知识 经典控制理论知识 2 认真复习和巩固提高相关的控制概念和知识 要善于将抽象的概念和理论知识跟工程实际结合 要建立好空间概念 3 认真听好每一堂课 独立完成老师布置的每一项教学任务 4 多思 多想 多读 多练 参考教材 1 4 参考教材 1 B D O AndersonandJ B Moore LinearOptimalControl Prentice Hall Inc 1971 2 M AthansandP L Falb OptimalControl McGraw Hill 1966 3 S Barnett IntroductiontoMathematicalControlTheory ClarendonPress Oxford 1975 4 A E BrysonJr andY C Ho AppliedOptimumControl JohnWiley Sons Inc 1975 5 常春馨 现代控制理论基础 北京 机械工业出版社 1988 6 C T Chen LinearSystemTheoryandDesign CBSCollegePublishing 1984 7 M J Corless A E Frazho Linearsystemsandcontrol anoperatorperspective NewYork MarcelDekker 2003 8 段广仁 线性系统理论 哈尔滨 哈尔滨工业大学出版社 1996 9 方斌 自动控制原理学习指导与解题 西安 西安电子科技大学出版社 2003 10 冯国楠 最优控制理论与应用 北京 北京工业大学出版社 1991 参考教材 3 4 参考教材 续 11 冯巧玲 自动控制原理 北京 北京航空航天大学出版社 2003 12 R V Gamkrelidze PrincipleofOptimalControl NewYork PlenumPress 1978 13 高为炳 运动稳定性基础 北京 高等教育出版社 1987 14 关肇直 极值控制与极大值原理 北京 科学出版社 1980 15 胡寿松 自动控制原理 北京 科学出版社 2001 16 黄道平 MATLAB与控制系统的数字仿真及CAD 北京 化学工业出版社 2004 17 黄琳 系统与控制理论中的线性代数 北京 科学出版社 1984 18 黄琳 稳定性理论 北京 北京大学出版社 1992 19 黄忠霖 控制系统MATLAB计算及仿真 北京 国防工业出版社 2001 20 T Kailath LinearSystems EnglewoodCliffs N J Prentice Hall 1980 21 G Leitmann TheCalculusofVariationsandOptimumControl AnIntroduction PlenumPress 1981 22 李庆扬 王能超 易大义 数值分析 北京 清华大学出版社 2001 参考教材 3 4 参考教材 续 23 刘叔军 盖晓华 樊京等 MATLAB7 0控制系统应用与实例 北京 机械工业出版社 2006 24 罗家洪矩阵分析引论 广州 华南理工大学出版社 2000 25 K Ogata Discrete timeControlSystems Prentice Hall Inc 1987 26 秦寿康 张正方 最优控制 北京 电子工业出版社 1984 27 仝茂达 线性系统理论和设计 合肥 中国科学技术大学出版社 1998 28 W J Rugh Linearsystemtheory NewJersey Prentice Hall1996 29 施颂椒 陈学中 杜秀华 现代控制理论基础 北京 高等教育出版社 2005 30 宋申民 陈兴林 自动控制原理典型例题解析与习题精选 北京 高等教育出版社 2004 31 涂奉生 王翼 现代控制理论基础 化工自动化丛书 北京 化学工业出版社 1981 32 屠伯埙 高等代数 上海 上海科学技术出版社 1987 33 王高雄 朱思铭 王寿松等 常微分方程 北京 高等教育出版社 2006 34 王诗宓 杜继宏 窦曰轩 自动控制理论例题习题集 北京 清华大学出版社 2002 参考教材 4 4 参考教材 续 35 王孝武 现代控制理论基础 北京 机械工业出版社 1998 36 王照林 现代控制理论基础 北京 国防工业出版社 1981 37 W M 旺纳姆 线性多变量控制 一种几何方法 中译本 姚景尹 王恩平译 北京 科学出版社 1979 38 魏克新 王云亮 陈志敏 MATLAB语言与自动控制系统设计 北京 机械工业出版社 1997 39 吴麒主 自动控制原理 上 下册 北京 清华大学出版社 1992 40 吴受章 应用最优控制 西安 西安交通大学出版社 1987 41 夏道行 严绍宗 实变函数论与泛函分析 北京 高等教育出版社 1983 42 解学书 最优控制理论与应用 北京 清华大学出版社 1988 43 须田信英 自动控制中的矩阵理论 曹长修译 北京 科学出版社 1979 44 薛定宇著 控制系统计算机辅助设计MATLAB语言及应用 北京 清华大学出版社 1996 45 尤昌德 现代控制理论 北京 北京 电子工业出版社 1996 46 赵明旺现代控制理论基础 北京 冶金工业出版社 1995 47 郑大钟