《现代控制理论》教学大纲课程名称：现代控制理论ModernAutomaticControlTheory课程编码：151017学分：2.5总学时：40学时，理论学时：40学时适用专业：自动化、电气工程及其自动化等先修课程：自动控制理论、高等数学、线性代数等执笔人：朱清祥审订人：吴凌云一、课程的性质、目的与任务、教学目标《现代控制理论》是自动化、电气工程及其自动化等专业的一门专业基础课，必修课。本课程的教学目标是：通过本课程的学习，使学生能够对线性系统建立状态空间模型，并会求解。掌握利用状态空间模型分析系统特性和校正系统的方法。二、教学内容、基本要求与学时分配第一章控制系统的状态空间表达式主要内容：1、状态变量及状态空间表达式的建立2、状态向量的线性变换，从状态空间表达式求传递函数阵基本要求：掌握控制系统状态空间模型的基本概念；掌握建立状态空间模型的方法：理解状态空间表达式与其它数学模型之间的转换方法。学时分配：8学时。第二章控制系统状态空间表达式的解主要内容：1、矩阵指数函数，线性定常齐次状态方程的解2、线性定常系统非齐次方程的解，线性时变系统的解3、离散时间系统状态方程的解，连续时间状态空间表达式的离散化基本要求：掌握线性定常系统状态方程的求解方法；了解时变系统状态方程的求解方法；理解离散时间系统状态方程的求解方法。学时分配：6学时。第三章线性控制系统的能控性和能观性主要内容：1、控制系统的能观性、能控性的概念及分析判别方法2、状态空间表达式的能控标准型与能观标准型3、线性系线的结构分解基本要求：掌握控制系统的能观性、能控性的概念；掌握线性定常系统能观性和能控性的分析判别方法：理解状态空间表达式的能控标准型与能观标准型：了解线性系线的结构分解。学时分配：10学时。第四章稳定性与李雅普诺夫方法主要内容：1、李雅普诺夫关于稳定性的定义2、李雅普诺夫方法在线性系统中的应用
《现代控制理论》教学大纲 课程名称：现代控制理论 Modern Automatic Control Theory 课程编码：151017 学 分：2.5 总学时：40 学时，理论学时： 40 学时 适用专业：自动化、电气工程及其自动化等 先修课程：自动控制理论、高等数学、线性代数等 执 笔 人：朱清祥 审 订 人：吴凌云 一、课程的性质、目的与任务、教学目标 《现代控制理论》是自动化、电气工程及其自动化等专业的一门专业基础课，必修课。 本课程的教学目标是：通过本课程的学习，使学生能够对线性系统建立状态空间模型， 并会求解。掌握利用状态空间模型分析系统特性和校正系统的方法。 二、教学内容、基本要求与学时分配 第一章 控制系统的状态空间表达式 主要内容： 1、 状态变量及状态空间表达式的建立 2、 状态向量的线性变换,从状态空间表达式求传递函数阵 基本要求： 掌握控制系统状态空间模型的基本概念； 掌握建立状态空间模型的方法； 理解状态空间表达式与其它数学模型之间的转换方法。 学时分配：8 学时。 第二章 控制系统状态空间表达式的解 主要内容： 1、 矩阵指数函数，线性定常齐次状态方程的解 2、 线性定常系统非齐次方程的解，线性时变系统的解 3、 离散时间系统状态方程的解,连续时间状态空间表达式的离散化 基本要求： 掌握线性定常系统状态方程的求解方法； 了解时变系统状态方程的求解方法； 理解离散时间系统状态方程的求解方法。 学时分配：6 学时。 第三章 线性控制系统的能控性和能观性 主要内容： 1、 控制系统的能观性、能控性的概念及分析判别方法 2、 状态空间表达式的能控标准型与能观标准型 3、 线性系线的结构分解 基本要求： 掌握控制系统的能观性、能控性的概念； 掌握线性定常系统能观性和能控性的分析判别方法； 理解状态空间表达式的能控标准型与能观标准型； 了解线性系线的结构分解。 学时分配：10 学时。 第四章 稳定性与李雅普诺夫方法 主要内容： 1、 李雅普诺夫关于稳定性的定义 2、 李雅普诺夫方法在线性系统中的应用
3、李雅普诺夫方法在非线性系统中的应用基本要求：理解李雅普诺夫稳定性理论；掌握李雅普诺夫方法在线性系统中的应用了解李雅普诺夫方法在非线性系统中的应用。学时分配：6学时。第五章线性定常系统的综合主要内容：1、线性反馈控制系统的基本结构及其特性2、极点配置问题，系统解耦问题，状态观测器3、利用状态观测器实现状态反馈基本要求：理解通过状态反馈的手段进行系统的校正和解耦控制方法；理解状态观测器的设计方法；了解利用状态观测器实现状态反馈的系统。学时分配：10学时。三、大纲说明本课程理论性较强、内容广泛且抽象，同学理解起来较困难，随着条件的成熟应1、结合所讲内容，开设实验课，以便于学生对所学内容的理解和掌握。2、每个知识点都要讲解相应的应用示例。3、每章要安排相应的练习题。4、考试成绩占总成绩的80%，平时成绩：20%。四、教材及参考书教材：赵明旺等主编，《现代控制理论》，华中科技大学出版社，2007年第一版。参考书：1、刘豹主编，《现代控制理论》，机械工业出版社，1997年第二版。2、王彤主编，《自动控制原理试题精选与答题技巧》哈尔滨工业大学出版社，2000年第一版
3、 李雅普诺夫方法在非线性系统中的应用 基本要求： 理解李雅普诺夫稳定性理论； 掌握李雅普诺夫方法在线性系统中的应用； 了解李雅普诺夫方法在非线性系统中的应用。 学时分配：6 学时。 第五章 线性定常系统的综合 主要内容： 1、 线性反馈控制系统的基本结构及其特性 2、 极点配置问题，系统解耦问题，状态观测器 3、 利用状态观测器实现状态反馈 基本要求： 理解通过状态反馈的手段进行系统的校正和解耦控制方法； 理解状态观测器的设计方法； 了解利用状态观测器实现状态反馈的系统。 学时分配：10 学时。 三、大纲说明 1、 本课程理论性较强、内容广泛且抽象，同学理解起来较困难，随着条件的成熟应 结合所讲内容，开设实验课，以便于学生对所学内容的理解和掌握。 2、 每个知识点都要讲解相应的应用示例。 3、 每章要安排相应的练习题。 4、 考试成绩占总成绩的 80％，平时成绩：20％。 四、教材及参考书 教材：赵明旺等主编，《现代控制理论》，华中科技大学出版社，2007 年第一版。 参考书： 1、刘豹主编，《现代控制理论》， 机械工业出版社，1997 年第二版。 2、王彤主编，《自动控制原理试题精选与答题技巧》哈尔滨工业大学出版社，2000 年第一 版