《现代控制理论》课程教学大纲

《现代控制理论》课程教学大纲课程英文名称：ModernControlTheory课程编号：0700800学分：2学时：32课程教学对象本课程教学对象为信息工程学院自动化专业的本科学生。课程性质及教学目的本课程是自动化专业的技术基础课。该课程理论教学32学时。现代控制理论是古典控制理论的发展理论，从时间划分，现代控制理论处在智能控制理论之前。学生在学习了古典控制理论单输入单输出（SISO）系统的分析设计方法之后，进一步学习现代控制理论，通过学习掌握状态空间分析控制系统动态特性的方法、多输入多输出（MIMO）系统的分析设计方法，能够利用极点配置与状态观测理论，初步掌握对控制系统进行分析与综合，对于实现复杂系统的控制奠定理论基础。对先修知识的要求学生在学习本课之前，应先修课程：高等数学、线性代数、大学物理、电路分析基础、自动控制原理 。课程的主要内容、基本要求和学时分配建议（总学时数:32）知识模块知识点要求学时学习方式课外学习要求1、控制系统的状态空间表达式1.1状态变量及状态空间表达式、模拟结构图（C）0.5课堂讲授1.2状态空间表达式的建立（A）2课堂讲授1.3状态矢量的线性变换（A）21.4从状态空间表达式求传递函数（B）0.52、控制系统状态空间表达式的解2.1线性定常齐次状态方程的解（B）1课堂讲授2.2矩阵指数函数——状态转移矩阵（A）3课堂讲授2.3线性定常系统非齐次状态方程的解（B）1课堂讲授3、线性控制系统的能控性与能观测性3.1能控性和能观测性的概念（B）1课堂讲授3.2线性定常系统的能控性判据（A）3课堂讲授3.3线性定常系统的能观测性判据（A）2课堂讲授3.4能控性与能观性的对偶关系、规范型（B）1课堂讲授3.5线性系统的结构分解（C）2课堂讲授3.6传递函数阵的实现问题（C）1课堂讲授4、稳定性与李亚普诺夫方法4.1李亚普诺夫关于稳定性的定义（B）1课堂讲授4.2李亚普诺夫第一法（C）1课堂讲授4.3李亚普诺夫第二法（A）3课堂讲授4.4李亚普诺夫方法在线性系统、非线性系统中的应用（A）2课堂讲授5、状态反馈与状态观测器5.1状态反馈与输出反馈（C）1课堂讲授5.2单输入-单输出状态反馈系统的极点配置法（A）3课堂讲授5.3系统镇定问题（C）1课堂讲授5.4观测器的极点配置（A）2课堂讲授5.5利用状态观测器实现状态反馈的系统（B）1课堂讲授注：知识点中粗体字部分为本课程的重点或难点（按照本课程知识体系列出知识模块及知识点，其中重点或难点用粗体字标注；要求按“了解（C）”、“熟悉（B）”、“熟练掌握（A）”三个层次描述学生对知识点应达到的要求；学习方式可分为课堂讲授、自学辅导、课堂讨论或分组讨论等；课外学习要求可按照知识模块或知识点提出撰写专题论文、调研报告、完成综合性作业或设计等要求，一般性的课外作业不在此列)（五号字）建议使用教材及参考书1．理论课教材：理论课教材：刘豹.《现代控制理论》[M].北京：机械工业出版社，2006实验课教材：《现代控制理论》实验指导书自编2．主要参考文献[1]于长官.现代控制理论(第二版).哈尔滨工业大学出版社，1997[2]施颂椒等.《现代控制理论基础》[M].高等教育出版社，2006[3][英]J.M.莱顿(黎鸣译).多变量控制理论.北京:科学出版社，1982[4]郑大中.线性系统理论.清华大学出版社，1990[5]王孝武，现代控制理论．北京：机械工业出版社，1998。[6]胡寿松主编，《自动控制原理》（第四版）．北京：科学出版社，2002。[7][美]