1、現(xiàn)代控制理論課程教學大綱大綱執(zhí)筆人：李益華大綱審核人：課程編號：英文名稱：學分：總學時：。其中，講授學時，實驗學時，上機學時，實訓(xùn)學時。適用專業(yè) : 自動化專業(yè)的本科生先修課程：高等數(shù)學、線性代數(shù)、積分變換、電路、電子技術(shù)、微機原理與應(yīng)用、自動控制原理等一、課程性質(zhì)與教學目的本課程是自動化專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課?，F(xiàn)代控制理論是經(jīng)典控制理論的發(fā)展理論，從時間劃分，現(xiàn)代控制理論處在智能控制理論之前。學生在學習了經(jīng)典控制理論單輸入單輸出（）系統(tǒng)的分析設(shè)計方法之后， 進一步學習現(xiàn)代控制理論，通過學習掌握狀態(tài)空間分析控制系統(tǒng)動態(tài)特性的方法，能夠利用極點配置與狀態(tài)觀測理論，初步掌握對控制系統(tǒng)進行分析與綜合，對于

2、實現(xiàn)復(fù)雜系統(tǒng)的控制奠定理論基礎(chǔ) 。二、基本要求、明確現(xiàn)代控制理論的任務(wù)，掌握控制系統(tǒng)狀態(tài)空間表達式的建立，熟練狀態(tài)空間表達式的幾種轉(zhuǎn)換關(guān)系。、掌握狀態(tài)轉(zhuǎn)移函數(shù)及其狀態(tài)空間表達式的求解；、掌握線性控制系統(tǒng)的能控性和能觀性的判別方法，理解狀態(tài)空間表達式的能控標準型和能觀標準型，掌握線性系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分解，了解傳遞函數(shù)的實現(xiàn)等。、掌握李雅普諾夫穩(wěn)定判據(jù)第一方法與第二方法，熟悉李雅普諾夫方法在線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)中的應(yīng)用。、掌握線性定常系統(tǒng)的極點配置、系統(tǒng)鎮(zhèn)定、了解系統(tǒng)解耦、狀態(tài)觀測器，利用狀態(tài)觀測器實現(xiàn)狀態(tài)反饋。三、重點與難點重點：求線性時不變連續(xù)系統(tǒng)矩陣指數(shù)函數(shù)；線性時不變連續(xù)系統(tǒng)的解；線性時不變連續(xù)

3、系統(tǒng)的離散化；線性時不變連續(xù)系統(tǒng)能控、能觀、約當標準型以及線性變換成標準型；由狀態(tài)空間1 / 3表達式求傳遞函數(shù)矩陣；線性時不變連續(xù)系統(tǒng)能控、能觀、約當標準型以及線性變換成標準型；由狀態(tài)空間表達式求傳遞函數(shù)矩陣；通過狀態(tài)反饋任意配置極點的充要條件及設(shè)計方法；系統(tǒng)能鎮(zhèn)定的充分充要條件；狀態(tài)觀測器存在的條件及設(shè)計方法難點：特征向量的求法、線性變換成各種標準型特征向量的求法、線性變換成各種標準型求各種系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣、系統(tǒng)狀態(tài)按能控性、能觀性分解的方法、非線性系統(tǒng)李雅普諾夫函數(shù)的求法、降維觀測器的設(shè)計。四、教學方法采用理論教學與仿真相結(jié)合的原則，同時采用課堂教學、案例教學相結(jié)合。五、課程知識單元、

4、知識點及學時分配知識單元知識點講序號描述序號描述課現(xiàn)代控制理經(jīng)典控制理論與現(xiàn)代控制理論的關(guān)系論的概述現(xiàn)代控制理論的任務(wù)控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)狀態(tài)空間表達式的建立狀態(tài)空間描由傳遞函數(shù)建立狀態(tài)空間表達式述不同形式的狀態(tài)空間表達式的互換狀態(tài)空間表狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的幾種計算狀態(tài)空間表達式的解達式的求解線性控制系線性控制系統(tǒng)的能控性的判斷統(tǒng)的能控性線性控制系統(tǒng)的能觀性的判斷和能觀測性能控標準型與能觀標準型的狀態(tài)空間表達式的判斷線性控制系系統(tǒng)按能控性分解統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分系統(tǒng)按能觀性分解解系統(tǒng)按能控、能觀同時分解李雅普諾夫穩(wěn)定判據(jù)第一方法與第二方法線性系統(tǒng)的李雅普諾夫穩(wěn)定判據(jù)第二方法穩(wěn)定性分析李雅普諾夫方法在線性系統(tǒng)中的應(yīng)用線性定常系基于狀態(tài)空間描述的系統(tǒng)設(shè)計與校正方法概2 / 3知識單元知識點講序號描述序號描述課統(tǒng)綜合述線性定常系統(tǒng)的極點配置方法系統(tǒng)鎮(zhèn)定的定義、線性定常系統(tǒng)的狀態(tài)觀測器設(shè)計合計六、實驗、上機與實訓(xùn)教學條件及內(nèi)容利用計算機對各類習題進行仿真計算七、作業(yè)要求每次課后均布置相應(yīng)的習題八、考核方式與要求.知識考核占總成績的，主要采用期末書面考試的方式評定。期末考試采用閉卷考試。.能力考核占總成績的，其中根據(jù)作業(yè)、質(zhì)疑、課堂討論和自由選題報告等能力、素質(zhì)評定等占。九、教材與主要參考書.推薦教材：黃輝先主編 . 現(xiàn)代控制理論