现代控制理论.pptx
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1877年劳斯（E. J. Routh）和1895年赫尔维茨 （A.Hurwitz）分别研究了系统稳定性与特征方程系数的关系， 提出了劳斯判据和赫尔维茨判据。
第0章 引论
1892年，前沙俄数学家李雅普诺夫（A.M. Lyapunov）在其 博士论文“运动稳定的一般问题”中提出Lyapunov稳定性判别 方法，包括第一法和第二法，系统地建立了动力学系统稳定性 的一般理论。
第0章 引论
3.2 经典控制理论阶段
第一次工业革命时期，瓦特（J.Watt）使用的自动调节进气 阀门以控制蒸汽机转速的离心式（飞球式）调速器，是闭环自动 控制系统应用的第一项重大成果。
物理学家麦克斯韦（J.C. Maxwell）与1868年在“论调节器” 论文首次提出反馈控制的概念，对瓦特调速器系统中的不稳定现 象进行研究，开辟了自动控制作为一门科学发展的开端。
参加本课程的同学必须人手1册教材、出勤听课、听 课并记笔记和完成作业。
（缺课达到1/3，缺作业达1/4者取消正常考试资格）
第0章 引论
教材选用： 【1】刘豹, 唐万生. 现代控制理论: 第3版. 北京：机械工业出版社, 2006 主要参考书： 【1】郑大钟. 线性系统理论: 第2版. 北京：清华大学出版社, 2002 【2】 (美)J.J.Dazzo, (美) R.H.Houpis. Linear Control System Analysis and Design: Fourth Edition. 英文影印版. 北京：清华大 学出版社，2000 【3】 (美) R. C. Dorf, (美)R. H. Bishop. Modern Control System: Eleventh Edition. 英文影印版. 北京：电子工业出版社，2009
科学技术的发展不仅需要迅速地发展控制理论，而且也给现代控制理 论的发展准备了两个重要的条件—现代数学和数字计算机。 现代数学，如泛函分析、矩阵论等，为现代控制理论提供了多种多样 的分析工具；而数字计算机为现代控制理论发展提供了应用的平台。
从20世纪50年代末开始，计算机飞速发展推动了核能、航空航天技术 的发展，从而对出现的多输入多输出系统、非线性系统和时变系统。 是自动化专业的理论基础。
第0章 引论
自动化技术是一门新兴的科学技术，它以控制论、信息论和系 统论为理论基础，以哲学的方法论为研究方法。
Fundamental knowledge of automation: Cybernetics,
Information Theory and Systemism 狭义自动化和广义自动化 狭义自动化是指工业自动化，自动化也是最早应用于工业生 产领域的。 广义的自动化包括工业自动化、生活自动化、办公自动化和 商务自动化。
1940年，奈奎斯特（ H. Nyquist）提出频率响应法分. Wiener ）正式出版他的名著 《控制论》，标志着控制论的诞生。他明确阐明了控制科学的 研究对象、内容、目的和方法，为控制科学奠定了基础。
第0章 引论
多本有关经典控制的经典名著相继出版，包括E. S. Smith的Automatic Control Engineering (1942)，H. Bode的Network Analysis and Feedback Amplifier (1945)，L.A. Maxcoll的Fundamental Theory of Servomechanisms (1945)，以及钱学森的《工程控制 论》(Engineering Cybernetics) (1954)，
第0章 引论
3.1 控制理论发展初期
公元前14-11世纪，中国古代和古巴比伦出现了称为“刻漏” 的自动计时装置。
古希腊人公元前300年使用的浮子控制器等。 中国古代还发明了许多原始的自动装置，如，指南车（三国 时期）、浮子式阀门（公元1178年）、水运仪象台（公元1008 年）。 公元132年张衡的候风地动仪。 公元1世纪，古代埃及和希腊人发明了教堂庙门自动开启、铜 祭司自动洒圣水、投币式圣水箱等自动装置。
是提高学生专业理论水平的重要环节。
是许多专业报考研究生的必考课。
第0章 引论
2 关于自动控制系统/自动化的介绍 自动控制系统是无须人直接参与而借助控制装置使 被控对象的控制量等于给定量或设定规律自动运行的系 统。 或 自动控制系统是由相互关联的部件按一定的结构构成 的系统，能够提供预期的系统响应。 Automatic control system is an interconnection of components forming a system configuration that will provide a desired system response.
第0章 引论
本章的主要内容 1、学习现代控制理论的意义 2、关于自动控制系统/自动化的介绍 3、控制理论的发展历程 4、现代控制理论研究的对象、方法、工具及内容 5、本课程讲授内容 6、现代控制理论与经典控制理论的对比 7、控制一个动态系统的几个主要步骤 8、控制理论的应用
第0章 引论
1 学习现代控制理论的意义
现代控制理论
长安大学《现代控制理论》教学组 主 讲 人：闫茂德 联系方式：029-82334364；13609282710 电子邮件：mdyan@
第0章 引论
第0章 引论
本课程是自动化专业的一门专业基础课，通过本课 程的学习，使学生学生掌握现代控制理论中最基本的内 容，它不仅是现代控制理论的基础，还是现代网络分析 和线性系统理论的基础，可为进一步学习有关专业知识 及进行工程实践打好必要的基础。
第0章 引论 3 控制理论的发展历程
控制理论发展初期 经典控制理论 (Classical Control Theory) 现代控制理论 (Modern Control Theory) 智能控制理论 (Intelligent Control Theory) 控制理论发展趋势 (Trend of Control Theory Development)
第0章 引论
1892年，前沙俄数学家李雅普诺夫（A.M. Lyapunov）在其 博士论文“运动稳定的一般问题”中提出Lyapunov稳定性判别 方法，包括第一法和第二法，系统地建立了动力学系统稳定性 的一般理论。
第0章 引论
3.2 经典控制理论阶段
第一次工业革命时期，瓦特（J.Watt）使用的自动调节进气 阀门以控制蒸汽机转速的离心式（飞球式）调速器，是闭环自动 控制系统应用的第一项重大成果。
物理学家麦克斯韦（J.C. Maxwell）与1868年在“论调节器” 论文首次提出反馈控制的概念，对瓦特调速器系统中的不稳定现 象进行研究，开辟了自动控制作为一门科学发展的开端。
参加本课程的同学必须人手1册教材、出勤听课、听 课并记笔记和完成作业。
（缺课达到1/3，缺作业达1/4者取消正常考试资格）
第0章 引论
教材选用： 【1】刘豹, 唐万生. 现代控制理论: 第3版. 北京：机械工业出版社, 2006 主要参考书： 【1】郑大钟. 线性系统理论: 第2版. 北京：清华大学出版社, 2002 【2】 (美)J.J.Dazzo, (美) R.H.Houpis. Linear Control System Analysis and Design: Fourth Edition. 英文影印版. 北京：清华大 学出版社，2000 【3】 (美) R. C. Dorf, (美)R. H. Bishop. Modern Control System: Eleventh Edition. 英文影印版. 北京：电子工业出版社，2009
科学技术的发展不仅需要迅速地发展控制理论，而且也给现代控制理 论的发展准备了两个重要的条件—现代数学和数字计算机。 现代数学，如泛函分析、矩阵论等，为现代控制理论提供了多种多样 的分析工具；而数字计算机为现代控制理论发展提供了应用的平台。
从20世纪50年代末开始，计算机飞速发展推动了核能、航空航天技术 的发展，从而对出现的多输入多输出系统、非线性系统和时变系统。 是自动化专业的理论基础。
第0章 引论
自动化技术是一门新兴的科学技术，它以控制论、信息论和系 统论为理论基础，以哲学的方法论为研究方法。
Fundamental knowledge of automation: Cybernetics,
Information Theory and Systemism 狭义自动化和广义自动化 狭义自动化是指工业自动化，自动化也是最早应用于工业生 产领域的。 广义的自动化包括工业自动化、生活自动化、办公自动化和 商务自动化。
1940年，奈奎斯特（ H. Nyquist）提出频率响应法分. Wiener ）正式出版他的名著 《控制论》，标志着控制论的诞生。他明确阐明了控制科学的 研究对象、内容、目的和方法，为控制科学奠定了基础。
第0章 引论
多本有关经典控制的经典名著相继出版，包括E. S. Smith的Automatic Control Engineering (1942)，H. Bode的Network Analysis and Feedback Amplifier (1945)，L.A. Maxcoll的Fundamental Theory of Servomechanisms (1945)，以及钱学森的《工程控制 论》(Engineering Cybernetics) (1954)，
第0章 引论
3.1 控制理论发展初期
公元前14-11世纪，中国古代和古巴比伦出现了称为“刻漏” 的自动计时装置。
古希腊人公元前300年使用的浮子控制器等。 中国古代还发明了许多原始的自动装置，如，指南车（三国 时期）、浮子式阀门（公元1178年）、水运仪象台（公元1008 年）。 公元132年张衡的候风地动仪。 公元1世纪，古代埃及和希腊人发明了教堂庙门自动开启、铜 祭司自动洒圣水、投币式圣水箱等自动装置。
是提高学生专业理论水平的重要环节。
是许多专业报考研究生的必考课。
第0章 引论
2 关于自动控制系统/自动化的介绍 自动控制系统是无须人直接参与而借助控制装置使 被控对象的控制量等于给定量或设定规律自动运行的系 统。 或 自动控制系统是由相互关联的部件按一定的结构构成 的系统，能够提供预期的系统响应。 Automatic control system is an interconnection of components forming a system configuration that will provide a desired system response.
第0章 引论
本章的主要内容 1、学习现代控制理论的意义 2、关于自动控制系统/自动化的介绍 3、控制理论的发展历程 4、现代控制理论研究的对象、方法、工具及内容 5、本课程讲授内容 6、现代控制理论与经典控制理论的对比 7、控制一个动态系统的几个主要步骤 8、控制理论的应用
第0章 引论
1 学习现代控制理论的意义
现代控制理论
长安大学《现代控制理论》教学组 主 讲 人：闫茂德 联系方式：029-82334364；13609282710 电子邮件：mdyan@
第0章 引论
第0章 引论
本课程是自动化专业的一门专业基础课，通过本课 程的学习，使学生学生掌握现代控制理论中最基本的内 容，它不仅是现代控制理论的基础，还是现代网络分析 和线性系统理论的基础，可为进一步学习有关专业知识 及进行工程实践打好必要的基础。
第0章 引论 3 控制理论的发展历程
控制理论发展初期 经典控制理论 (Classical Control Theory) 现代控制理论 (Modern Control Theory) 智能控制理论 (Intelligent Control Theory) 控制理论发展趋势 (Trend of Control Theory Development)