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26考研数学通关实战
现代控制理论
第9次开课
开课时间: 2023年09月18日 ~ 2024年01月14日
学时安排: 每周3~5小时
当前开课已结束 已有 5115 人参加
立即自学
往期不提供结课证书,想参加下学期课程, 点击这里预约>>
课程详情
课程评价(4)
spContent=《现代控制理论》课程是电气工程、自动化、信息技术等相关学科的专业基础课程。本课程的核心内容为状态空间法和最优控制。本课程主要学习现代控制理论的建模、分析和综合的方法。
《现代控制理论》课程是电气工程、自动化、信息技术等相关学科的专业基础课程。本课程的核心内容为状态空间法和最优控制。本课程主要学习现代控制理论的建模、分析和综合的方法。
—— 课程团队
课程概述

        现代控制理论是关于自动控制系统结构、分析和综合的理论。《现代控制理论》课程是一系列现代控制理论课程的基础课程,智能控制、万物可控的基础。

        通过《现代控制理论》课程的学习,不仅能够学习现代控制系统的基本理论及其应用方法。更重要的是能够学习用数学语言描述动态系统的方法,学习用数学工具分析改善动态系统性能的方法,从而培养用数学语言解决工程问题的能力。

        本课程的学习是通过建立各知识点间的逻辑关系,加深对基本概念的理解;通过简单的算例,掌握基本方法的应用;通过对定理、公式、判据的严格证明,培养用数学语言解决工程问题的能力。

授课目标

1、掌握现代控制理论的基本理论及其应用方法;

2、学会用数学语言描述动态系统的方法;

3、学会用数学工具分析改善动态系统性能的方法;

4、培养用数学语言解决工程问题的能力。

课程大纲
第1章 控制系统的状态空间表达式
课时目标:理解状态变量、状态向量、状态空间、状态轨迹、状态方程、状态空间表达式的定义;掌握建立状态空间表达式的三种方法:方框图法、机理法、实现的方法;掌握线性系统状态空间表达式对角规范型和约当规范型的变换方法;掌握由状态空间表达式求传递函数矩阵的方法;了解组合系统、离散系统、时变系统、非线性系统的状态空间表达式;
0 现代控制理论绪论
1.1 控制系统的状态空间表达式
1.2 状态空间表达式的建立
1.3 状态向量的线性变换
1.4 从状态空间表达式求传递函数矩阵及组合系统的状态空间表达式
1.5 离散时间系统、 时变系统和非线性系统的状态空间表达式
第1章 控制系统的状态空间表达式单元-测试
第2章 控制系统状态空间表达式的解
课时目标:理解状态变量在状态空间中转移的物理意义;理解状态变量的零输入响应、零状态响应和全响应的物理意义;掌握矩阵指数函数与状态转移矩阵的定义、性质和求解方法;掌握线性定常系统和线性时变系统状态方程的求解方法;
2.1 线性定常齐次状态方程的解
2.2 状态转移矩阵
2.3 线性定常系统非齐次状态方程的解
2.4 线性时变系统的解
第2章 控制系统状态空间表达式的解 单元测试
第3章 线性控制系统的能控性和能观性
课时目标:掌握能控、能观性的定义、判据、规范型变换和结构分解;掌握能控、能观对偶系统的定义及对偶原理。
3.1 线性定常系统的能控性
3.2 线性定常系统的能观性
3.3 线性时变系统的能控性与能观性
3.4 对偶原理
3.5 状态空间表达式的能控能观标准型
3.6 状态空间表达式的能控能观分解
第3章 线性控制系统的能控性和能观性 单元测验
第4章 稳定性与李亚普诺夫方法
课时目标:理解李雅普诺夫关于稳定性性的定义;了解李雅普诺夫关于稳定性判别的第一法;掌握李雅普诺夫第二法的判据;掌握李雅普诺夫第二法在非线性系统和线性系统中的应用。
4.1 . 李亚普诺夫关于稳定性的定义
4.2 李雅普诺夫第一法
4.3 李亚普诺第二法
4.4 李亚普诺夫方法在线性系统中的应用
4.5 李亚普诺夫方法在非线性系统中的应用
第4章 稳定性与李亚普诺夫方法 单元测试
第 5 章 线性定常系统的综合
课时目标:理解系统综合的基本概念和综合的思路;掌握系统极点配置、镇定、解耦可实现的充要条件和实现算法;掌握状态观测器可实现的充要条件和实现算法;
5.1 线性反馈控制系统综合的基本概念
5.2 极点配置
5.3 系统镇定问题
5.4 系统解耦问题
5.5 状态观测器
5.6 利用状态观测器实现状态反馈的系统
第 5 章 线性定常系统的综合 单元测验
第6章 最优控制
课时目标:掌握最优控制的基本思想和数学建模;掌握求解最优控制的经典变分法、极小值原理和动态规划法;掌握线性二次型最优控制的求解方法。
6.1 最优控制问题的数学描述
6.2.最优控制的经典变分法
6.3 极小值原理
6.4 线性二次型最优控制
6.5 动态规划法
第6章 最优控制 单元测试
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预备知识

自动控制原理、线性代数、常微分方程

证书要求

为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。

 

电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

 

完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。

 

认证证书申请注意事项:

1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。


参考资料
  1.    刘豹 唐万生《现代控制理论》,机械工业出版社,2006年第三版;

  2.    郑大钟《线性系统理论》,清华大学出版社,2002年第二版;

  3.    赵光宙 《现代控制理论》,机械工业出版社,2010年 ;

浙江大学
1 位授课老师
王建全

王建全

副教授

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