控制理论基础

《控制理论基础》课程简介

06191310控制理论基础 3

Fundamentals of control theory 3-0

预修课程：微积分，线性代数，常微分方程，大学物理

面向对象：三、四年级本科生

内容简介：

控制科学是由数学、工程学和计算机科学交叉发展形成的一门学科。本课程介绍控制系统的描述、分析、设计和综合的数学基础理论，内容包括：系统的输入－输出描述、状态变量描述、频率描述及其相互关系；控制系统分析、能控性和能观性、稳定性；极点配置、观测器和调节器设计等。

选用教材或参考书：

教材：《控制理论基础》，李训经等著，高等教育出版社，2002

参考书：1、《工程控制论》，钱学森著，科学出版社，1958

2、《线性系统理论与设计》，陈启宗著，科学出版社，1988

《控制理论基础》教学大纲

06191310控制理论基础 3

Fundamentals of control theory 3-0

预修课程：微积分，线性代数，常微分方程，大学物理

面向对象：三、四年级本科生

一、教学目的和基本要求：

通过本课程的学习使学生获得以下知识和能力：

1. 理解“控制理论”是工程控制过程的数学理论这一学科特点，理解控制的数学模型和概念的工程控制背景，理解“数学控制原理”的“工程控制意义”；

2. 了解控制系统的基本组成及其功能，掌握对控制系统建立数学模型的方法和步骤；3．掌握线性控制系统的各种描述方法及其相互关系；

3. 掌握线性定常系统的基本分析、设计和综合方法。

二、主要内容及学时分配：

第一章控制论概貌（3学时）

第二章线性系统模型（13学时）

输入-输出描述、状态变量描述、频域描述以及相互关系和转换方法，几种典型环节，离散时间系统，等价动态方程。

第三章能控性和能观性（10学时）

概念，能控性子空间，秩条件，频域条件，能控（能观）规范分解，最小实现。

第四章稳定性分析（8学时）

输入-输出稳定性，Routh-Hurwitz判局，线性动态方程的稳定性，Lyapunov定理，

第五章状态反馈与观测器设计（8学时）

状态反馈及其不变量，极点配置定理，能稳性，能检测性与观测器设计第六章最优调节器设计（6学时）

反馈镇定，控制参数选择，LQR问题，代数Riccati方程，跟踪问题。

三、教学方式：

课堂讲授、课外思考题和实际控制系统调研。

四、相关教学环节安排：

将所学知识用到一个具体的控制对象，完成研究报告或阅读报告。五、考试方式及要求：

闭卷考试占成绩的70％，研究报告或阅读报告占30％。

六、推荐教材或主要参考书：

教材：《控制理论基础》，李训经等著，高等教育出版社，2002

参考书：1、《工程控制论》，钱学森著，科学出版社，1958

2、《线性系统理论与设计》，陈启宗著，科学出版社，1988

七、有关说明：