现代控制理论第4章教学要求(第四章)

现代控制理论第4章教学要求

按章节，打*号的部分为本科不要求的内容，另外在一些未打*的部分有些内容也不要求，请按下面要求的内容组织本科教学。

第4 章动态系统的结构分析

4.1 引言

4.1.1 能控性与能观性物理现象——从例子谈起

从物理角度理解能控性与能观性的重要性。

4.1.2 能控性与能观性的数学描述

从数学角度理解能控性与能观性的状态方程特点。

4.2 连续线性系统能控性与能观性定义

4.2.1 能控性定义

理解能控性的定义包含的丰富内涵。

能利用定义解决与系统能控性相关的问题。

4.2.2 能观性定义

理解能观性的定义包含的丰富内涵。

能利用定义解决与系统能观性相关的问题。

4.3 连续线性系统能控性与能观性判据

4.3.1 定常系统的能控性判据与能控性指数

掌握定常系统的Gram矩阵能控性判据。

掌握Jordan标准型的能控性判据，并能依此进行相应计算。

掌握能控性矩阵秩判据，并能依此进行相应计算。

了解能控性PBH判据，包括PBH秩判据和PBH特征向量判据。

了解定常系统的能控性指数，并基此减小能控性矩阵的规模。

4.3.2 定常系统的能观性判据与能观性指数

掌握定常系统的Gram矩阵能观性判据。

掌握Jordan标准型的能观性判据，并能依此进行相应计算。。

掌握能观性矩阵秩判据，并能依此进行相应计算。

了解能观性PBH判据，包括PBH秩判据和PBH特征向量判据。。

了解定常系统的能观性指数，并基此减小能观性矩阵的规模。

4.3.3 时变系统的能控性判据

了解时变系统的 Gram矩阵能控性判据。

了解时变系统的能控性秩判据。

4.3.4 时变系统的能观性判据

了解时变系统的 Gram矩阵能观性判据。

了解时变系统的能观性秩判据。

4.3.5 时变系统的能控、能观性判据与其定常情况的关系

理解时变系统的能控、能观性判据与其定常情况的关系。

4.4 连续线性系统输出能控性和输出函数能控性及判据

4.4.1 输出能控性定义及其判定*

本科不要求此节内容。

4.4.2 输出函数能控性定义及其判定*

本科不要求此节内容。

4.5 连续线性系统的对偶关系

4.5.1 定常情况下的对偶关系

理解定常情况下的对偶关系，燕能利用对偶关系解决相关问题。

4.5.2 时变情况下的对偶关系

了解定常情况下的对偶关系，燕能利用对偶关系解决相关问题。

4.6 定常连续线性系统的能控型与能观型

4.6.1 SISO 系统的能控标准型与能观标准型

掌握SISO系统的能控标准型与能观标型以及变换方法，能计算标准型。

4.6.2 MIMO 类SISO 的能控标准型与能观标准型

了解MIMO 类SISO 的能控标准型与能观标准型。

4.6.3 MIMO 系统的Wonham 规范型与Luenberger 规范型*

本科不要求此节内容。

4.7 连续线性系统的结构分解

4.7.1 结构分解的意义

理解结构分析的意义所在。

4.7.2 时变情况下的结构分解

理解结构分解所表征的涵义。

4.7.3 线性定常系统结构分解的变换阵构造方法

掌握结构分解的方法，特别是线性定常系统的分解变换阵构造方法，并能对具体系统进行结构分解。

4.8 连续定常线性系统的实现问题及其与结构特性间的关系

4.8.1 传递函数矩阵描述的直接实现问题

掌握传递函数描述的能控、能观标准型直接实现。

4.8.2 矩阵分式描述的实现问题*

本科不要求此节内容。

4.8.3 PMD 模型的实现问题*

本科不要求此节内容。

4.8.4 时域与频域结构特性

了解“PMD描述的互质性与状态空间描述的能控性、能观性”中只关注PMD用(A,B，C，D)表达时的情况与状态空间描述相关的部分。

了解MFD的互质性与状态空间描述的能控性、能观性。

理解系统的解耦零点与结构特性(只关注PMD用(A,B，C，D)表达时的情况)。

能分析系统的解耦零点。

4.8.5 最小实现与求解

理解最小实现的定义与充要条件。

理解最小实现在非奇异变换下的广义唯一性。

掌握基于传递函数阵的最小实现及其计算。

其他内容不要求。

4.9 离散线性系统的能控能观性及其判据 *

4.9.1 能控、能观性概念*

此节内容不要求。

4.9.2 时变情况下的能控性、能达性与能观性、能构性判据*

此节内容不要求。

4.9.3 定常情况下的能控性与能观性判据 *

此节内容不要求。

4.9.4 定常情况下的最小拍控制与最小拍观测 *

此节内容不要求。

4.9.5 定常情况下离散化连续系统保持能控性和能观性的条件 *

此节内容不要求。

4.10 非线性系统的能观与能控性 *

此节内容不要求。

4.11 小结