《現(xiàn)代控制理論基礎(chǔ)》教學(xué)大綱

《現(xiàn)代控制理論基礎(chǔ)》課程教學(xué)大綱課程名稱：現(xiàn)代控制理論基礎(chǔ)英文名稱：FundamentalsofModernControlTheory學(xué)時(shí)安排：32學(xué)時(shí)學(xué) 分：2課程性質(zhì)：專業(yè)核心課開課學(xué)期：第四學(xué)期適用專業(yè)：自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化—、課程的性質(zhì)、目的本課程是自動(dòng)化類專業(yè)的專業(yè)核心課程，在自動(dòng)化類專業(yè)本科培養(yǎng)方案中屬于必修課題與解決問(wèn)題的能力，為從事自動(dòng)化等相關(guān)科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)奠定必要的理論基礎(chǔ)。1.?德樹?

二、教學(xué)基本要求隔，回到祖國(guó)懷抱，奉獻(xiàn)于祖國(guó)的國(guó)防事業(yè)的先進(jìn)事跡，以此對(duì)學(xué)生進(jìn)行主人翁意識(shí)教育，樹立民族自豪感,引導(dǎo)學(xué)生敢于擔(dān)當(dāng)，勇于創(chuàng)新，踐行報(bào)國(guó)之志，通過(guò)偉大科學(xué)家的感人事2.課程?標(biāo)系統(tǒng)的Lyapunov穩(wěn)定性分析方法、線性系統(tǒng)的綜合法、線性二次型最優(yōu)控制方法，并為畢業(yè)后從事自動(dòng)化和電氣工程相關(guān)專業(yè)的學(xué)習(xí)和研究奠定堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。3.教學(xué)?法本課程教學(xué)以課堂講授為主，輔以仿真和課后作業(yè)。授課過(guò)程靈活運(yùn)用板書控制結(jié)果的仿真分析，培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力和運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。第1章緒論

三、課程教學(xué)基本內(nèi)容1.1控制理論的發(fā)展簡(jiǎn)況1.2現(xiàn)代控制理論的分支大局觀的意識(shí)。第2章控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型2.1狀態(tài)空間模型的基本內(nèi)容2.2狀態(tài)空間模型的建立2.3非線性系統(tǒng)的線性化2.4線性變換2.5循序漸近例子：?jiǎn)捂湙C(jī)械臂2.6中進(jìn)行系統(tǒng)模型間的相互轉(zhuǎn)換符號(hào)表達(dá)能力、分析問(wèn)題能力與解決問(wèn)題能力。第3章線性系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)分析3.1定常連續(xù)系統(tǒng)的齊次解3.2狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣3.3定常連續(xù)系統(tǒng)的非齊次解3.4離散時(shí)間狀態(tài)空間模型3.5循序漸近例子：?jiǎn)捂湙C(jī)械臂3.6中進(jìn)行線性系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)分析生從理論上解決問(wèn)題的能力。第4章線性系統(tǒng)的能控性與能觀性4.1能控性和能觀性問(wèn)題4.2定常連續(xù)系統(tǒng)的能控性4.3定常連續(xù)系統(tǒng)的能觀性4.4能控標(biāo)準(zhǔn)型和能觀標(biāo)準(zhǔn)型4.5定常離散系統(tǒng)的能控性和能觀性4.6系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)4.7循序漸近例子：?jiǎn)捂湙C(jī)械臂4.8中進(jìn)行線性系統(tǒng)能控性和能觀性與解決問(wèn)題的能力。第5章控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性Lyapunov穩(wěn)定性的基本概念Lyapunov第一法Lyapunov第二法5.4Lyapunov方法在線性系統(tǒng)中的應(yīng)用5.5循序漸近例子：?jiǎn)捂湙C(jī)械臂5.6中分析線性系統(tǒng)穩(wěn)定性學(xué)生理解系統(tǒng)平衡狀態(tài)的含義，以及平衡狀態(tài)的求解方法；理解Lyapunov意義下穩(wěn)定、漸近穩(wěn)定與大范圍漸近穩(wěn)定的含義，掌握Lyapunov函數(shù)的構(gòu)造方法，掌握系統(tǒng)穩(wěn)定性分析的Lyapunov第一法和第二法，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力。第6章線性系統(tǒng)的綜合6.1系統(tǒng)的反饋控制結(jié)構(gòu)6.2極點(diǎn)配置問(wèn)題6.3飽和控制器設(shè)計(jì)6.4跟蹤控制器設(shè)計(jì)6.5狀態(tài)觀測(cè)器的設(shè)計(jì)6.6循序漸近例子：?jiǎn)捂湙C(jī)械臂6.7中實(shí)現(xiàn)線性系統(tǒng)綜合的能力。第7章線性二次型最優(yōu)控制7.1二次型最優(yōu)控制問(wèn)題7.2狀態(tài)調(diào)節(jié)器7.3輸出調(diào)節(jié)器7.4輸出跟蹤器7.5離散時(shí)間線性二次型最優(yōu)控制7.6循序漸近例子：?jiǎn)捂湙C(jī)械臂7.7中實(shí)現(xiàn)線性系統(tǒng)最優(yōu)控制析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力。四、學(xué)時(shí)分配表知識(shí)單元教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)數(shù)第1章緒論2第2章控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型6第3章線性系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)分析4第4章線性系統(tǒng)的能控性與能觀性6第5章控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性6第6章線性系統(tǒng)的綜合4第7章線性二次型最優(yōu)控制4合計(jì)32考核方式：考試考試形式：閉卷評(píng)定方式：百分制

五、課程考核及成績(jī)?cè)u(píng)定六、課程資源教材：樓旭陽(yáng).現(xiàn)代控制理論基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2024.參考書目：1.張嗣瀛,高立群.現(xiàn)代控制理論(第2版)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2017.2.劉豹,唐萬(wàn)生.現(xiàn)代控制理論(第3版)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006.3.俞立.現(xiàn)代控制理論[M].北京:清華大學(xué)出版社,2007.4.RichardC.Dorf,RobertH.Bishop.現(xiàn)代控制系統(tǒng)(第版:英文)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2009.七、有關(guān)說(shuō)明1.先修課程：高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、自動(dòng)控制原理2.對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)：通過(guò)現(xiàn)代控制理論基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維能力，樹算能力、綜