现代控制理论

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,现代控制理论,Modern Control Theory,1,绪论,学习现代控制理论的意义：,1.是所学专业的理论基础,2.是研究生阶段提高理论水平的重要环节。,3. 是许多专业考博士的必考课。,2,一、控制的基本问题,控制问题：对于受控系统（广义系统）S，寻求控制规律(t)，使得闭环系统满足给定的性能指标要求。,3,求解包括三方面：,1. 系统建模 用数学模型描述系统,2. 系统分析定性：稳定性、能控能观性,定量：时域指标、频域指标,3. 系统设计,控制器设计、满足给定要求结构设计,参数设计,4,二、控制理论发展史（三个时期）,1古典控制理论：,（从30年代50年代）,（1）建模，传递函数,（2）分析法(基于画图)，步骤特性，根轨迹，描述建模，创造了许多经验模式。,分析法 状态空间基于数字的精确分析。,几何法,（3）设计：带参数修正,1948年 美国数学家维纳控制论,5,2,现代控制理论：（50年代末70年代初）,现代控制理论是以状态空间法为基础，研究MIMO，时变参数结构，非线性、高精度、高性能控制系统的分析与设计的领域。,现代控制理论发展的主要标志,(1)卡尔曼：状态空间法；,(2)卡尔曼：能控性与能观性；,(3)庞特里雅金：极大值原理；,6,现代控制理论的主要特点,研究对象: 线性系统、非线性系统、时变系统、多变量系统、连续与离散系统,数学上：状态空间法,方法上：研究系统输入/输出特性和内部性能,内容上：线性系统理论、系统辩识、最优控制、自适应控制等,7,3.智能控制理论（60年代末至今）,19701980 大系统理论 控制管理综合,19801990 智能控制理论 智能自动化,199021c 集成控制理论 网络控制自动化,(1) 专家系统；(2)模糊控制，人工智能,(3) 神经网络，人脑模型；(4)遗传算法,控制理论与计算机技术相结合计算机控制技术,8,4、控制理论发展趋势,企业：资源共享、因特网、信息集成、,信息技术+控制技术 (集成控制技术),网络控制技术,计算机集成制造CIMS：（工厂自动化）,9,三、现代控制理论与古典控制理论的对比,共同对象系统,主要内容分析：研究系统的原理和性能,设计：改变系统的可能性（综合性能）,研究对象：单入单出（SIS0）系统，线性定常,古典 工具：传递函数(结构图)，已有初始条件为零时才适用,试探法解决问题 ： PID串联、超前、滞后、反馈,区别 研究对象：多入多出（MIMO）系统、,线性定常、非线性、时变、,现代 工具：状态空间法、研究系统内部、,输入状态（内部）输出,改善系统的方法：状态反馈 、输出反馈,10,四、本课程主要内容,系统描述：状态空间表示法,系统分析：状态方程的解、线性系统的能控和能观测性、稳定性分析,系统设计：状态反馈和状态观测器、,最优控制：最优控制系统及其解法,11,五、使用教材,现代控制理论（第二版）刘豹主编,机械工业出版社,参考书,现代控制理论与工程西安交大,现代控制理论哈工大机械专业硕研,12,