现代控制理论(修改最终版)

1 《现代控制理论基础》课程教学大纲 课程编号： 课程名称： 现代控制理论 英文名称： Modern Control Theory 课程性质: 考试 学 时： 42学时（讲授36学时+6学时实验） 适用对象: 工业自动化 先修课程： 自动控制理论，线性代数，工程数学 一、编写说明 （一）本课程的性质、地位和作用 现代控制理论是自动化专业的主干技术基础课，它是在经典控制理论的基础上建立和发展起来的。本课程是以状态空间理论为核心，对动态系统进行分析和研究。它不但可以解决单变量线性定常系统，还可以解决多变量、时变、非线性系统的问题。通过本门课程的学习，使学生掌握线性控制系统的状态空间描述,能够对线性系统的几种模型进行互相转化; 掌握线性控制系统的运动规律及连续系统的离散化;熟悉线性控制系统的能控性与能观测性概念及其判定准则;了解控制系统的李亚普诺夫稳定性理论; 掌握线性控制系统的状态反馈与状态观测器的设计方法。通过对本课程的学习，要求学生系统地获得现代控制理论的基本知识，切实掌握所涉及的基本概念、基本理论和基本方法，为后继课程的学习奠定良好的理论基础. （二）教学基本要求 1 . 掌握现代控制理论的基本知识及其分析方法，能够用状态空间表达式来描述系统，并根据系统的微分方程建立其状态空间表达式的方法。 2. 掌握系统特征值的求取方法，掌握线性定常系统非齐次方程的解和线性时变系统的解的求取方法，以及离散时间系统状态方程的两种解法。 3 . 掌握能控性、能观性的定义及各自的判别准则。 4 . 掌握用李雅普诺夫第一法和第二法分析系统的稳定性的方法。 5 . 对线性系统理论的新发展有所了解。 6 . 为学生进一步的学习打下必要的基础。 （三）课程教学方法与手段 以课堂讲授为主，辅以习题、实验等环节。 （四）实践环节 通过计算机仿真，主要运用Matlab软件使学生能初步掌握 MATLAB工具包，并用它在计算机环境中进行控制‘实验’，对控制系统进行分析与综合，以提高学生的系统分析和综合能力。 2 1．实验：系统的传递函数阵和状态空间表达式的转换 主要内容与要求：熟悉实验环境，熟悉编程系统的使用，掌握从系统的传递函数式求状态空间表达式以及由状态空间表达式求系统的传递函数之间的转换。 学时分配：2学时 2. 实验：多变量系统的能控性和能观测性分析 主要内容与要求：通过编程实现对系统的能控性及能观测性进行分析。 学时分配：2学时 3. 实验：系统设计：...