1.4本书的主要内容.ppt

(1/1)(1/8),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。(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。(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。(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。(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。(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。(7/8),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)纽颐疟腮蒂矛穆退呈约均歹贩宏营组呵影