东北大学控制理论与控制工程博士论文要求

东北大学控制理论与控制工程博士论文要求
东北大学控制理论与控制工程博士论文要求

控制理论与控制工程学科

一、学科简介

该学科以工程系统为主要对象,以数学方法和计算机技术为主要工具,研究各种控制策略及控制系统的理论、方法和技术。控制理论是学科的重要基础和核心内容;控制工程是学科的背景动力和发展目标。东北大学控制理论与控制工程学科是经国家教委批准建立的全国首批博士点及自动控制博士后流动站;是国家和省级重点学科,是国家“211工程”和“985工程”的重点建设学科;拥有国家冶金自动化工程技术中心,教育部流程工业综合自动化实验室,“985”流程工业综合自动化科技创新平台。以控制理论与控制工程学科为龙头的控制科学与工程学科在国家一级学科评比中排名第一。学科现有博士生导师15人,学术梯队年龄结构合理,拥有国家自然科学基金创新群体2个,教育部创新团队1个,其中包括学科带头人中科院院士张嗣瀛教授、中国工程院院士柴天佑教授,“长江学者计划”特聘教授刘晓平教授、张化光教授、杨光红教授。学科目前承担国家“十一五”科技攻关项目、自然科学基金重点项目、973项目、863项目、国家、教育部、省、市各级纵向科研项目多项;与美、英、加、澳等众多的国家和地区的著名大学建立长期的学术合作关系;在国内外重要学术杂志和国际学术会议上发表论文数量在国内同学科名列前茅;若干理论研究成果已达到国际领先水平。曾获国家自然科学三等奖、国家科技进步二、三等奖、国家教育部科学进步一等奖、省部科技进步一等奖等多项奖励。学科还主办《控制与决策》和《控制工程》等学术杂志,并举办“中国控制与决策学术年会”,在国内具有重要影响。目前,该学科已成为东北大学教学、科研与研究生培养的一个重要基地,具备独立培养高质量高层次人才的能力。

二、培养目标

控制理论与控制工程博士的培养目标是为国家培养控制领域的高层次研究开发人才,具体目标有:

1.热爱祖国,遵纪守法,具有良好的道德品质,学风严谨。

2.掌握本学科坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识。

3.具有独立的从事科研工作的能力。

4.在本学科领域取得一定的创造性成果。

三、学习年限与学分要求

全日制攻读博士学位,学习年限原则上为3年;在职攻读博士学位,学习年限原则上为4年,但无论全日制还是在职攻读博士学位,保留学籍时间不超过6年。

学分要求:最低学分10学分。

四、研究方向

1.复杂工业过程建模、控制及优化研究

针对复杂工业过程所具有的多变量、强耦合、强非线性、不确定性、生产边界条件变化大等综合复杂性,将控制理论与方法和智能方法(模糊推理、神经网络、知识挖掘、专家系统等)相结合,开展智能建模技术、软测量技术、智能控制技术、多变量智能解耦控制技术以及基于综合生产指标的优化控制技术的研究。

2.流程工业综合自动化系统研究

开展基于ERP/MES/PCS三层结构的综合自动化系统的体系架构、设计方法、集成平台和实施技术的研究。

3.自适应控制理论及应用

主要研究被控对象参数未知或时变时的建模与控制。目前的研究重点是非线性自适应控制,并结合神经元网络、预测控制、鲁棒控制等方面开展深入的理论研究及工业应用。

4.复杂控制系统的结构研究

从自然发展演化形成的复杂控制系统出发,着眼于机器人控制系统、发电厂及电力网系统、机群护航系统等复杂系统,研究这类系统的对称、相似及组合结构与控制规律间的内在联系。

5.非线性理论与混合控制系统

主要利用连续系统和离散系统的混合控制方法,对复杂系统实施控制,优化其性能。该理论方法主要应用于机器人控制、飞行器控制、工业管理、航空航天控制等方面。

6.现代通信网络系统中的控制问题

研究现代通信网络系统控制理论模型的建模方法,利用控制理论方法描述非合作网络、多优先级网络、子层并行网络等网络系统的结构特性和动态行为,设计通信网络系统的管理和控制策略。

7.现代集成控制系统

主要研究在低成本的概念下,使用先进的控制方法、计算机控制技术和网络技术,将控制和管理结合起来,实现生产过程控制的综合化、一体化和最优化。

8.实时智能控制理论及应用

智能控制包括模糊控制、专家系统、神经元网络、遗传算法等方面的研究,特别强调的是上述方法的交叉及其在工业过程控制方面的应用。

9.计算机控制与仿真

系统分析,设计与优化是以计算机仿真为重要手段。本研究方向既包括现场实际系统的设计与完成,又包括各种仿真系统的开发,还包括有关控制系统CAD

软件的研制。

10.机器人控制

机器人控制是人工智能领域的重要研究内容,它涉及人工感知,理解、决策与学习功能的研究与机.器实现。本方向将以足球机器人为主要研究对象,研究机器人视觉通讯、模式识别、决策对策、多智能体合作、数据融合、机电一体化、检测与控制等。

11.离散事件动态系统

离散事件系统(DEDS)是以离散事件驱动的有利于通常连续变量动态系统(CVDS)的一类人造动态系统,它难以用一般的微分方程与差分方程进行描述,常常需要引进某些特殊代数、网络、图、形式逻辑等手段进行研究。混杂系统(10S)是由C70S与DEDS共同组成的大规模系统。本方向主要研究这种系统的建模、分析与综合等问题。

12.软测量技术与应用

软测量技术主要指利用工业过程中比较容易测量的过程辅助变量,通过计算等方法获得所需的不易直接测量的过程输出变量。该研究方向主要包括:建立软测量模型的方法、软测量模型的校正方法、软测量技术的应用等。

13.过程监测与故障诊断

随着生产水平和科学技术的不断发展,现代控制系统的规模日趋大型化、复杂化,自动化的程度也越来越高。因此能对工业过程进行有效的质量监测及故障诊断具有重要的意义。该研究方向主要包括:过程监测及故障诊断方法的研究、过程监测及故障针对技术在工业过程中的应用。

14.经济控制理论

五、课程设置学分

注1:由博士导师根据学生基础和课题需要等情况确定开设或选修相关学科或跨学科的研究生课程。

六、学位论文工作

学位论文必须具有结合本学科的研究前沿,具有相当程度的理论深度。论文的内容要系统地总结课题的主要工作,有独到的见解,必须有所创新。

七、学位论文量化标准

1.重点认定刊物

SCI检索的国际学术期刊列表:

2.普通定刊物

说明:

1、博士生作为论文第1作者在下列国际学术期刊上发表或录用1篇长文(Regular Paper)即满足博士学位论文量化标准:

IEEE Transactions (IEEE学报)

Automatica

Control Engineering Practice

AIChE Journal

2、在重点认定刊物上发表或录用1篇论文,或被EI、ISTP收录2篇论文。并且发表或录用论文(含普通认定刊物)的篇数不少于3篇。

3、至少在导师指定的国际学术期刊或国际学术会议上发表或录用外语写作的论文1篇。

4、发表的论文应是学位论文的有关章节,并且是在攻读学位期间完成的工作。

5、博士生应为论文的第1作者,或者导师为第1作者,博士生为第2作者。

6、论文作者的第一单位,必须是东北大学所属有关单位。

7、博士生作为完成人参加的课题,通过省级以上鉴定,认定为普通认定刊物1篇。且多项认定为1项。东北大学必须为项目主持或参加单位。

8、博士生作为完成人而获得的国家级发明专利,或省级以上获奖,认定为重点认定刊物1篇。且多项认定为1项。东北大学必须为项目主持或参加单位。

9、在其他相关一级学科重点刊物发表的论文,可以认定为重点刊物论文。

10、在具有研究生院的大学学报(自然科学版)上发表的论文,认定为普通刊物论文。东北大学学报发表的论文多篇认定为普通认定刊物1篇。

11、对在本目录中未列出的国际学术期刊和国内核心刊物,由院学位委员会认定。

12、对于录用待发表的论文,必须有论文录用通知书和版面费收据。

会议投稿者请于2009年10月15日前提交全文。录用文章的作者需要注册并到会发表论文。请登陆https://www.360docs.net/doc/2b816454.html,了解具体事宜并投稿。同时也可以通过email向大会秘书(secretary-ccdc@https://www.360docs.net/doc/2b816454.html,)咨询。

自动控制原理论文

自动控制 摘要:综述了自动控制理论的发展情况,指出自动控制理论所经历的三个发展阶段,即经典控制理论、现代控制理论和智能控制理论。最后指出,各种控制理论的复合能够取长补短,是控制理论的发展方向。 自动控制理论是自动控制科学的核心。自动控制理论自创立至今已经过了三代的发展:第一代为20世纪初开始形成并于50年代趋于成熟的经典反馈控制理论;第二代为50、60年代在线性代数的数学基础上发展起来的现代控制理论;第三代为60年代中期即已萌芽,在发展过程中综合了人工智能、自动控制、运筹学、信息论等多学科的最新成果并在此基础上形成的智能控制理论。经典控制理论(本质上是频域方法)和现代控制理论(本质上是时域方法)都是建立在控制对象精确模型上的控制理论,而实际上的工业生产系统中的控制对象和过程大多具有非线性、时变性、变结构、不确定性、多层次、多因素等特点,难以建立精确的数学模型。因此,自动控制专家和学者希望能从要解决问题领域的知识出发,利用熟练操作者的丰富经验、思维和判断能力,来实现对上述复杂系统的控制,这就是基于知识的不依赖于精确的数学模型的智能控制。本文将对经典控制理论、现代控制理论和智能控制理论的发展情况及基本内容进行介绍。 1自动控制理论发展概述 自动控制是指使用自动化仪器仪表或自动控制装置代替人 自动地对仪器设备或工业生产过程进行控制,使之达到预期的状态或性能指标。对传统的工业生产过程采用自动控制技术,可以有效提高产品的质量和企业的经济效益。对一些恶劣环境下的控制操作,自动控制显得尤其重要。 自动控制理论是和人类社会发展密切联系的一门学科,是自动控制科学的核心。自从19世纪M ax we ll对具有调速器的蒸汽发动机系统进行线性常微分方程描述及稳定性分析以来,经过20世纪初Ny qu i s t,B od e,Ha rr is,Ev ans,W ie nn er,Ni cho l s等人的杰出贡献,终于形成了经典反馈控制理论基础,并于50年代趋于成熟。经典控制理论的特点是以传递函数为数学工具,采用频域方法,主要研究“单输入—单输出”线性定常控制系统的分析和设计,但它存在着一定的局限性,即对“多输入—多输出”系统不宜用经典控制理论解决,特别是对非线性、时变系统更

东北大学硕士学位论文排版打印格式

东北大学硕士学位论文排版打印格式 1. 引言 依据中华人民共和国《科学技术报告、学位论文和学术论文的编写格式》和东北大学学位论文格式改编,专为我校申请硕士、博士学位人员撰写打印论文时使用。本格式自发布日起实行。 2. 学位论文主要部分 学位论文主要部分由前头部分、主体部分和结尾部分(只限必要时采用)组成。 2.1 前头部分 (1)封面 (2)扉页——题名页(中、英两种) (4)声明(独创性声明) (3)摘要(中、英两种文字) (5)目录 (6)插图和附表清单(只限必要时) (7)缩略字、缩写词、符号、单位表(只限必要时) (8)名词术语注释表(只限必要时) 2.2 主体部分 (1)绪论(前言、引言、绪言) (2)正文 (3)讨论、结论和建议 2.3 结尾部分(只限必要时采用) (1)参考文献 (2)致谢 (3)攻读学位期间发表的论著、获奖情况及发明专利等项。 (4)作者从事科学研究和学习经历的简历 (5)可供参考的文献题录(只限必要时采用) (6)索引(只限必要时采用) 3. 版式 纸张大小:纸的尺寸为标准A4复印纸(210mm×297mm)。 版芯(打印尺寸):160mm×247mm(不包括页眉行、页码行)。 正文字体字号:小4号宋体,全文统一。 每页30~35行,每行35~38字。 装订:双面打印印刷,沿长边装订。 页码:页码用阿拉伯数字连续编页,字号与正文字体相同,页底居中,数字两侧用圆点或一字横线修饰,如·3·或-3-。 页眉:自摘要页起加页眉,眉体可用单线或双线(二等线、文武线),页眉说明5号楷体,左端“东北大学硕士、博士学位论文”,右端“章号章题”。 封面:东北大学研究生(博士或硕士)学位论文标准封面(双A4)。 4. 体例 4.1 标题 论文正文按章、条、款、项分级,在不同级的章、条、款、项阿拉伯数字编号之间用点“.”(半角实心下圆点)相隔,最末级编号之后不加点。排版格式见表

东北大学2020年7月工程力学(一)X+A卷参考答案

东 北 大 学 继 续 教 育 学 院 工程力学(一)X 试 卷(作业考核 线上2) A 卷(共 3 页) 总分 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 得分 一、选择题(15分) 1.已知1F ,2F ,3F ,4F 为作用于刚体上的平面力系,其力矢关系如图所示为平行四边形。由此可知( D )。 A. 力系可合成为一个力偶; B. 力系可合成为一个力; C. 力系简化为一个力和一个力偶; D. 力系的合力为零,力系平衡 2.内力和应力的关系( D ) A. 内力小与应力 B. 内力等于应力的代数和 C. 内力为矢量,应力为标量 D. 应力是分布内力的集度 3.梁发生平面弯曲时,其横截面绕( B )旋转。 A.梁的轴线; B.中性轴; C.截面的对称轴; D.截面的上(或下)边缘。 二、通过分析计算选出正确答案,(15分) 图示结构由梁DC 、CEA 两构件铰接而成,尺寸和载荷如图。已知:2qa M ,qa P 2 。如求A 、 B 处约束反力: 1. 简便的解题步骤为( D ); 1 F 3 F 2 F 4 F

A .先整体分析,再分析 CAE 构件; B .先分析DBC 构件,再整体分析; C .先分析CAE 构件,再分析DBC 构件; D .先分析DBC 构件,再分析CEA 构件。 2. 由DBC 构件分析,可以求得( C ); A .F By B .F Cy 、F Ay C .F By 、F Cy D .F Ay 3. F By 、F Ay 、M A 分别等于( A )。 A . qa 29, qa 23, 225qa B . qa 25, qa 29, 223 qa C . qa 23, qa 29, qa 25 D . qa 29, qa 25, qa 2 3 三、已知变截面钢轴上的外力偶矩1800b m N m ,1200c m N m ,剪切弹性模量 98010Pa G ,轴的尺寸见图,试求最大切应力max 和最大相对扭转角AC 。(15分) 解:1)画扭矩图 最大扭矩值3kNm 2)最大切应力 AB 段:36max max 333 1616310Nm 36.210Pa =36.2MPa 0.075m AB AB P T T W d BC 段:36max max 333 1616 1.210Nm 48.810Pa =48.8MPa 0.05m BC BC P T T W d T 3kNm 1.2kNm

现代控制理论论文

湖北民族学院 姓名 XX 班级 XX 学号 XXXXXXXX

摘要 最优控制,又称无穷维最优化或动态最优化,是现代控制理论的最基本,最核心的部分。它所研究的中心问题是:如何根据受控系统的动态特性,去选择控制规律,才能使得系统按照一定的技术要求进行运转,并使得描述系统性能或品质的某个“指标”在一定的意义下达到最优值。最优控制问题有四个关键点:受控对象为动态系统;初始与终端条件(时间和状态);性能指标以及容许控制。 一个典型的最优控制问题描述如下:被控系统的状态方程和初始条件给定,同时给定目标函数。然后寻找一个可行的控制方法使系统从输出状态过渡到目标状态,并达到最优的性能指标。系统最优性能指标和品质在特定条件下的最优值是以泛函极值的形式来表示。因此求解最优控制问题归结为求具有约束条件的泛函极值问题,属于变分学范畴。变分法、最大值原理(最小值原理)和动态规划是最优控制理论的基本内容和常用方法。庞特里亚金极大值原理、贝尔曼动态规划以及卡尔曼线性二次型最优控制是在约束条件下获得最优解的三个强有力的工具,应用于大部分最优控制问题。尤其是线性二次型最优控制,因为其在数学上和工程上实现简单,故其有很大的工程实用价值。 关键词:最优控制;控制规律;最优性能指标;线性二次型

Abstract The optimal control, also called dynamic optimization or infinite dimension, optimization of modern control theory, the most basic part of the core. It is the center of the research question: how to control system based on the dynamic characteristics, to choose, can control system according to certain technical requirements, and makes the operation performance of the system or the quality of describing a "index" in certain significance to achieve optimal value. The optimal control problem has four points for dynamic systems, controlled, The initial and terminal conditions (state) and, Performance index and allow control. A typical of optimal control problem is described as follows: the state equation and initial conditions are given, and given the objective function. Then a feasible method for the control system of the output state transition to the target state and optimum performance. The optimal performance index and quality in the specific conditions of the optimal value is functional form. Therefore solution of optimal control problem is due to the constraint condition of functional, belongs to the category of variational learning. The variational method, the maximum principle (minimum principle) and dynamic planning is the optimal control theory, the basic contents and methods. The Pontryagin maximum principle, Behrman dynamic programming and Kaman linear quadratic optimal control is obtained in the constraint condition of the optimal solution of the three powerful tools, used in the most optimal control problem. Especially the linear quadratic optimal control, because its in mathematics and engineering implementation is simple, so it has great practical value. Key words: The optimal control, Control rule, optimal performance indicators, The linear quadratic

东北大学网络教育本科生毕业设计(论文)工作规范

继续教育学院 东北大学网络教育本科生毕业设计(论文)工作规范 毕业设计(论文)是培养学生知识、能力和素质的重要环节,是进行综合训练的教学阶段。对培养学生的工程意识、开拓精神、创新能力、 科学作风、综合素质都具有重要作用。为确保毕业设计(论文)的质量,制定东北大学网络教育学院毕业设计(论文)工作规范。 一、指导思想 通过毕业设计(论文)工作使大学生达到基本知识、基础理论、基本技能(三基)和运用知识能力、网络获取知识能力、实验(仿真)测试能力、计算机应用能力、外语能力(五个能力)以及文化素质、思想品德素质、业务素质(三个素质)的训练,培养学生运用所学的专业知识和技术,研究、解决本专业实际问题的初步能力。同时,毕业设计(论文)工作是大学培养阶段教学质量的综合训练和检验。 二、选题 选题是对毕业设计(论文)工作范围进行专业确定的环节。 1.毕业设计(论文)的选题要按照所学专业培养目标确定。要围绕 本专业、学科选择有一定理论与实用价值的且具有运用课程知识、能 力训练的题目。

继续教育学院2.选题要尽可能与科研、生产和实践结合。工科类专业以毕业设 计为主;文理科类专业毕业论文要理论与实践相结合,有实用价值。 3.毕业设计(论文)的题目要坚持每人一题。指导教师可将大而难的题目分解成若干个子题目,由学生独立完成选题。 4.对于与往届重复的课题,严禁将往届毕业设计(论文)借给学生参考,防止出现抄袭现象。 5.各专业可将水平较高的题目列为重点选题。属于工程设计、软 件设计、科学实验类的重点选题,必须结合科研生产实际并有实用价值。文理类的(论文)重点选题须达到本学科研究领域较先进水平。 6.网络教育学生毕业设计(论文)的选题,在学生中心平台进行,根据指导教师提出的论题方向选题,并自拟题目,由指导教师审核通过,方可进行。 7.无任务书不能进行毕业设计(论文)工作。 8.下列课题不易安排学生做毕业设计(论文): ①偏离本专业所学基本知识。 ②范围过专或过窄,达不到全面训练的。 ③毕业设计期间难以完成或不能取得阶段结果。 三、对毕业设计(论文)的基本要求

东北大学16春学期《工程力学(二)》在线作业参考答案

一、单选题: 1. (满分:5) A. B. C. D. 2. (满分:5) A. A B. B C. C D. D 3.关于材料的力学一般性能,有如下结论,试判断哪一个是正确的: (满分:5) A. 脆性材料的抗拉能力低于其抗压能力; B. 脆性材料的抗拉能力高于其抗压能力; C. 韧性材料的抗拉能力高于其抗压能力; D. 脆性材料的抗拉能力等于其抗压能力。 4.平面汇交力系的合成结果是( )。 (满分:5) A. 一扭矩 B. 一弯矩 C. 一合力 D. 不能确定

5.将构件的许用挤压应力和许用压应力的大小进行对比,可知( ),因为挤压变形发生在局部范围,而压缩变形发生在整个构件上。 (满分:5) A. 前者要小些 B. 前者要大些 C. 二者大小相等 D. 二者可大可小 6. (满分:5) A. A B. B C. C D. D 7. (满分:5) A. A B. B C. C D. D 8.直径为d、长度为l、材料不同的两根轴,在扭矩相同的情况下,最大切应力,最大相对扭转角。 (满分:5) A. 相同、相同 B. 不同、相同 C. 相同、不同

D. 不同、不同 9. (满分:5) A. A B. B C. C D. D 10. (满分:5) A. 减小轴的长度 B. 改用高强度结构钢 C. 提高轴表面的粗糙度 D. 增加轴的直径 11. (满分:5) A. 前者不变,后者改变 B. 两者都变 C. 前者改变,后者不变 D. 两者都不变 12. (满分:5) A. A B. B C. C D. D 13.作用与反作用定律适用于下列哪种情况( )。 (满分:5)

公司控制权理论概述

公司控制权理论概述标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]

公司控制权理论概述部分 一、公司控制权词源 在现代汉语词典里,控制,已经成为一个固定用法的组合词,是控与制两者所组成的关联。控‘“掌握;操纵。”制,“管束;约束。”从现代汉语的用法来看“控”与“制”具有不可分离性。其表达了一个主体对他的相对对象进行某种支配的观念。控制,“掌握、支配,使不越出一定范围。” “从控制的内容上看,公司控制是指所行使的控制力作用于什么事情或什么事务”是指对一个公司的经营者或方针政策具有决定性的影响力,这种影响力可以决定一个董事会的选任,决定公司的财务和经营者管理活动,甚至使该公司成为某种特定目的的工具。 二、公司控制权概念解析 如果将公司控制理解为一种与公司有关的相关“控制”,即一种更宽泛的“控制”理解,那么上述的“公司控制”定义也可以说是一种公司内部控制的定义。相对于这种内部控制而言就会产生外部控制的理解,即公司作为一个即存物与外部发生联系时产生之控制内容,“控制还可以从公司之间的关系来考察。”换言之,公司控制还应包括,公司之间的控股关系产生的控制,以及“除了控股一种因素或方式之外,并不排除其他因素和方式也可以形成”之控制——公司之间的控制所形成母子公司关系或控制从属公司形成企业集团或关系企业关系。 从严格意义上讲,控制权并不是像“所有权”或“股东权”一样有着明确权利内涵的概念,控制权更多的是一种事实状态,一种对公司资源的实际控制,其实质的股东权与法人财产权相互博弈的一个过程。

本文认为。公司控制权,是指股东、管理层或其他利益相关者在事实状态下,拥有对公司经营决策、日常管理以及财务政策制定等的可能性与现实性结合,是一种权力与权利观念的结合,即制度化了的影响公司财务决策和经营决策的能力与暗含于私权观念下的“意思自治”的“权利”观念的结合。 三、公司控制权与所有权和经营管理权三者之间的概念辨析 本文中将公司控制权与所有权和经营管理权三者的关系界定为:公司控制权是指对公司的所有可供支配和利用资源的控制和管理的权利,它与剩余索取权一起构成所有权,公司控制权源于公司所有权,公司所有权是公司控制权的基础。公司控制权派生出投票权、决策权等经营管理权,但以上派生权利并非控制权的全部。 下面就以上观点进行如下论述:首先企业所有权的核心是剩余索取权,全部的所有权拥有合同权利之外的剩余控制权,而控制权从属于所有权,控制权由所有权派生。即是说,经营管理权出自于控制权且受制于控制权,但同时经营管理权又是控制权赖以实现的重要途径,因为所有权与控制权存在分离的倾向,控股股东只有通过股东会选举出代表自己的董事会,才能真正实施对公司的控制。 因此,公司控制权虽然与所有权、经营管理权在内容上存在交叉,但是控制权已经超越了所有权的边界,经营管理权也只是公司控制权派生出来的一种实现公司控制权的权利。 法学中的权利不仅包括法律明确规定的具体法律制度,还包括实体法未明确规定的权利。在此我们可以论证控制权实际上是一种法律权利,主要体现在以下几方面:首先,公司控制权是公司实践中实际存在的一种为实现公

现代控制理论概述及实际应用意义

13/2012 59 现代控制理论概述及实际应用意义 王 凡 王思文 郑卫刚 武汉理工大学能源与动力工程学院 【摘 要】控制理论作为一门科学技术,已经广泛地运用于我们社会生活的方方面面。本文介绍了现代控制理论的产生、发展、内容、研究 方法和应用以及经典控制理论与现代控制理论的差异,并介绍现代控制理论的应用。提出了学习现代控制理论的重要意义。【关键词】现代控制理论;差异;应用;意义 1.引言 控制理论作为一门科学技术,已经广泛地运用于我们社会生活的方方面面。例如,我们的教学也使用了控制理论的方法。老师在课堂上讲课,大家在课堂上听,本身可看作一个开环函数;而同学们课下做作业,再通过老师的批改,进而改进和提高老师的授课内容和方法,这就形成了一个闭环控制。像这样的例子很多,都是控制理论在生活中的应用。现代控制理论如此广泛,因此学好现代控制理论至关重要。 2.现代控制理论的产生与发展现代控制理论的产生和发展经过了很长的时期。从现代控制理论的发展历程可以看出,它的发展过程反映了人类由机械化时代进入电气化时代,并走向自动化、信息化、智能化时代。其产生和发展要分为以下几个阶段的发展。 2.1 现代控制理论的产生在二十世纪五十年代末开始,随着计算机的飞速发展,推动了核能技术、空间技术的发展,从而对出现的多输入多输出系统、非线性系统和时变系统的分析与设计问题的解决。 科学技术的发展不仅需要迅速 地发展控制理论,而且也给现代控制理论的发展准备了两个重要的条件—现代数学和数字计算机。现代数学,例如泛函分析、现代代数等,为现代控制理论提供了多种多样的分析工具;而数字计算机为现代控制理论发展提供了应用的平台。 2.2 现代控制理论的发展五十年代后期,贝尔曼(Bellman)等人提出了状态分析法;在1957年提出了动态规则;1959年卡尔曼(Kalman)和布西创建了卡尔曼滤波理论;1960年在控制系统的研究中成功地应用了状态空间法,并提出了可控性和可观测性的新概念;1961年庞特里亚金(俄国人)提出了极小(大)值原理;罗森布洛克(H.H.Rosenbrock)、麦克法轮(G.J.MacFarlane)和欧文斯(D.H.Owens)研究了使用于计算机辅助控制系统设计的现代频域法理论,将经典控制理论传递函数的概念推广到多变量系统,并探讨了传递函数矩阵与状态方程之间的等价转换关系,为进一步建立统一的线性系统理论奠定了基础。 20世纪70年代奥斯特隆姆(瑞典)和朗道(法国,https://www.360docs.net/doc/2b816454.html,ndau)在自适应控制理论和应用方面作出了贡献。 与此同时,关于系统辨识、最优控制、离散时间系统和自适应控制的发展大大丰富了现代控制理论的内容。 3.现代控制理论的内容及研究方法 现代控制理论的内容主要有为系统辨识;最优控制问题;自适应控制问题;线性系统基本理论;最佳滤波或称最佳估计。 (1)系统辨识 系统辨识是建立系统动态模型的方法。根据系统的输入输出的试验数据,从一类给定的模型中确定一个被研究系统本质特征等价的模型,并确定其模型的结构和参数。 (2)最优控制问题 在给定约束条件和性能指标下,寻找使系统性能指标最佳的控制规律。主要方法有变分法、极大值原理、动态规划等极大值原理。现代控制理论的核心即:使系统的性能指标达到最优(最小或最大)某一性能指标最优:如时间最短或燃料消耗最小等。 (3)自适应控制问题 在控制系统中,控制器能自动适应内外部参数、外部环境变化,自动调整控制作用,使系统达到一定意义下的最优。模型参考自适应控制

东北大学毕业-论文设计要求

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现代控制理论的论文

第一章经典控制理论和现代控制理论 本学期学习了现代控制理论课程的主要内容,现代控制理论建立在状态空间法基础上的一种控制理论,是自动控制理论的一个主要组成部分。在现代控制理论中,对控制系统的分析和设计主要是通过对系统的状态变量的描述来进行的,基本的方法是时间域方法。现代控制理论比经典控制理论所能处理的控制问题要广泛得多,包括线性系统和非线性系统,定常系统和时变系统,单变量系统和多变量系统。它所采用的方法和算法也更适合于在数字计算机上进行。现代控制理论还为设计和构造具有指定的性能指标的最优控制系统提供了可能性。现代控制理论的名称是在1960年以后开始出现的,用以区别当时已经相当成熟并在后来被称为经典控制理论的那些方法。现代控制理论已在航空航天技术、军事技术、通信系统、生产过程等方面得到广泛的应用。现代控制理论的某些概念和方法,还被应用于人口控制、交通管理、生态系统、经济系统等的研究中。 以下是经典控制理论和现代控制理论的比较: 1、经典控制理论: (1)理论基础:Evens的根轨迹,Nyquist稳定判据。 (2)研究对象:线性定常SISO系统分析与设计。 (3)分析问题:稳、准、快 (4)采用方法:是以频率域中传递函数为基础的外部描述方法。 (5)数学描述:高阶微分方程、传递函数、频率特性;方块图、信号流图、频率特性曲线。 (6)研究方法:时域法、根轨迹法、频率法。 2、现代控制理论: (1)理论基础:李雅普诺夫稳定性理论,Bellman动态规划,Понтрягин极值原理,Kalman 滤波。 (2)研究对象:MIMO系统分析与设计(复杂系统:多变量、时变、非线性) (3)分析问题:稳、准、快 (4)设计(综合)问题: 1)采用方法:是以时域中(状态变量)描述系统内部特征的状态空间方法为基础的内部描述方法。 2)数学描述:状态方程及输出方程、传递函数阵、频率特性;状态图、信号流图、频率特性曲线。 3)研究方法:状态空间法(时域法)、频率法。多采用计算机软硬件教学辅助设计——MATLAB软件 (5)特点: 1)系统:MIMO、非线性、时变。 2)方法将矩阵理论和方法应用到控制理论中,不仅能描述系统的输入与输出之间的关系,而且在任何初始条件下,都能揭示系统内部的行为。 3)一个复杂系统可能有多个输入和多个输出,并且以某种方式相互关联或耦合。为了分析这样的系统,必须简化其数学表达式,转而借助于计算机来进行各种大量而乏味的分析与计算。从这个观点来看,状态空间法对于系统分析是最适宜的。

东北大学现代控制理论试题及答案

2008 现代控制理论试题B 卷及答案 一、1 系统[]210,01021x x u y x ????=+=????-???? &能控的状态变量个数是cvcvx ,能观测的状态变量个数是。(4分) 2试从高阶微分方程385y y y u ++=&&&&&求得系统的状态方程和输出方程(4分) 解: 1. 能控的状态变量个数是2,能观测的状态变量个数是1。状态变量个数是2。…..(4分) 2. 解:选取状态变量1 x y =,2x y =&,3x y =&&,可得 …..….…….(1分) 12 23 3131 835x x x x x x x u y x ===--+=&&& …..….…….(1分) 写成 010*********x x u ???? ????=+????????--???? & …..….…….(1分) []100y x = …..….…….(1分) 二、1给出线性定常系统(1)()(), ()()x k Ax k Bu k y k Cx k +=+=能控的定义。 (3分) 2已知系统[]210 020,011003x x y x ????==?? ??-?? &,判定该系统是否完全能观?(5分) 解: 1.答:若存在控制向量序列(),(1),,(1)u k u k u k N ++-L ,时系统从第k 步的状态()x k 开始,在第N 步达到零状态,即()0x N =,其中N 是大于0的有限数,那么就称此系统在第k 步上是能控的。若对每一个k ,系统的所有状态都是能控的,就称系统是状态完全能控的,简称能控。…..….…….(3分) 2. [][]320300020012 110-=???? ??????-=CA ………..……….(1分)

现代控制理论----综述论文-2015

2015级硕士期末论文《现代控制理论综述》 课程现代控制理论姓名 学号 专业 2016 年1 月 4 日

经典控制理论与现代控制理论的差异 现代控制理论是建立在状态空间法基础上的一种控制理论,是自动控制理论的一个主要组成部分。在现代控制理论中,对控制系统的分析和设计主要是通过对系统的状态变量的描述来进行的,基本的方法是时间域方法。现代控制理论比经典控制理论所能处理的控制问题要广泛得多,包括线性系统和非线性系统,定常系统和时变系统,单变量系统和多变量系统。它所采用的方法和算法也更适合于在数字计算机上进行。现代控制理论还为设计和构造具有指定的性能指标的最优控制系统提供了可能性。现代控制理论的名称是在1960年以后开始出现的,用以区别当时已经相当成熟并在后来被称为经典控制理论的那些方法。现代控制理论已在航空航天技术、军事技术、通信系统、生产过程等方面得到广泛的应用。现代控制理论的某些概念和方法,还被应用于人口控制、交通管理、生态系统、经济系统等的研究中。 现代控制理论是在20世纪50年代中期迅速兴起的空间技术的推动下发展起来的。空间技术的发展迫切要求建立新的控制原理,以解决诸如把宇宙火箭和人造卫星用最少燃料或最短时间准确地发射到预定轨道一类的控制问题。这类控

制问题十分复杂,采用经典控制理论难以解决。1958年,苏联科学家Л.С.庞特里亚金提出了名为极大值原理的综合控制系统的新方法。在这之前,美国学者R.贝尔曼于1954年创立了动态规划,并在1956年应用于控制过程。他们的研究成果解决了空间技术中出现的复杂控制问题,并开拓了控制理论中最优控制理论这一新的领域。1960~1961年,美国学者R.E.卡尔曼和R.S.布什建立了卡尔曼-布什滤波理论,因而有可能有效地考虑控制问题中所存在的随机噪声的影响,把控制理论的研究范围扩大,包括了更为复杂的控制问题。几乎在同一时期内,贝尔曼、卡尔曼等人把状态空间法系统地引入控制理论中。状态空间法对揭示和认识控制系统的许多重要特性具有关键的作用。其中能控性和能观测性尤为重要,成为控制理论两个最基本的概念。到60年代初,一套以状态空间法、极大值原理、动态规划、卡尔曼-布什滤波为基础的分析和设计控制系统的新的原理和方法已经确立,这标志着现代控制理论的形成。 现代控制理论所包含的学科内容十分广泛,主要的方面有:线性系统理论、非线性系统理论、最优控制理论、随机控制理论和适应控制理论。 线性系统理论是现代控制理论中最为基本和比较成熟的一个分支,着重于研究线性系统中状态的控制和观测问题,其基本的分析和综合方法是状态空间法。按所采用的数学工具,线性系统理论通常分成为三个学派:基于几何概念和方法的几何理论,代表人物是W.M.旺纳姆;基于抽象代数方法的代数理论,代表人物是R.E.卡尔曼;基于复变量方法的频域理论,代表人物是H.H.罗森布罗克。 非线性系统理论的分析和综合理论尚不完善。研究领域主要还限于系统的运动稳定性、双线性系统的控制和观测问题、非线性反馈问题等。更一般的非线性系统理论还有待建立。从70年代中期以来,由微分几何理论得出的某些方法对

东北大学 论文格式要求

如何写论文——东北大学毕业论文格式 2010年04月19日星期一02:28 P.M. 论文开始排版了,老师要求的十分严格,大家是否像我一样为论文格式发愁呢?终于找到了本校的格式要求,分享给大家。本格式来源,研究生入排版格式见下表: (3)介于标题要求下的其它要求: A.前置部分 (a)任务书:统一格式。 (b)扉页:中文题名按一级标题排版,居中,其它字体采用四号宋体,与提名左对齐;英文题名采用二号“Times New Roman”字体,居中,其它字体 (c)摘要页:摘要标题按一级标题排版;中文摘要和关键词采用小四号宋体,英文摘要和英文关键词采用小四号“Times New Roman”字体,1.5倍行 (d)目录:“目录”两字采用一级标题排版;章题目和结尾内容题目采用二级标题排版;节题目采用四号宋体字,1.5倍行距,居左;条题目采用小四须注明各题目的起始页码,页码为小四号“Times New Roman”字体,题目与页码用“·······”相连。 B.主体部分 (a)绪论、正文、结论部分除有标题要求外,汉字字体采用小四号宋体,1.5倍行距。外文、数字字号与同行汉字字号相同,字体用“Times New R (b)插图:插图包括图解、示意图、构造图、框图、流程图、布置图、地图、照片、图版等。插图注明项有图号、图题、图例。图号编码用章序题文字间置一字空格,置于图的正下方,图题用5号宋体,须全文统一。图中标注符号文字字号不大于图题的字号。 (c)表:表的一般格式是数据依序竖排,内容和项目由左至右横读,通版排版。表号也用章序号编码,如:表3.1是第3章中的第1表。表应有方居中,用5号宋体,须全文统一。表中的内容和项目字号不大于表题的字号。 (d)公式:公式包括数学、物理和化学公式。正文中引用的公式、算式或方程式等可以按章序号用阿拉伯数字编号,如式(3.1)表示第3章第式号与公式同行居公式右侧排版。 C.结尾部分 (a)参考文献:中文字体采用小四号宋体。外文、数字字号与汉字字号相同,字体用“Times New Roman”字体,1.5倍行距。参考文献采用顺序 专著格式:序号.编著者.书名[M],出版地:出版社,年代,起止页码.

东北大学2010现代控制理论试题及答案

2008 现代控制理论试题B卷及答案 一、1 系统[]210,01021x x u y x ???? =+=????-???? 能控的状态变量个数是cvcvx ,能观测的状态变量个数是。(4分) 2试从高阶微分方程385y y y u ++=求得系统的状态方程和输出方程(4分) 解: 1. 能控的状态变量个数是2,能观测的状态变量个数是1。状态变量个数是2。…..(4分) 2. 解:选取状态变量1 x y =,2x y =,3x y =,可得 …..….…….(1分) 1223 3131 835x x x x x x x u y x ===--+= …..….…….(1分) 写成 010*********x x u ???? ????=+????????--???? …..….…….(1分) []100y x = …..….…….(1分) 二、1给出线性定常系统(1)()(), ()()x k Ax k Bu k y k Cx k +=+=能控的定义。(3分) 2已知系统[]210 020,011003x x y x ????==????-?? ,判定该系统是否完全能观?(5分) 解: 1.答:若存在控制向量序列(),(1),,(1)u k u k u k N ++-,时系统从第k 步的状态()x k 开 始,在第N 步达到零状态,即()0x N =,其中N 是大于0的有限数,那么就称此系统在第k 步上是能控的。若对每一个k ,系统的所有状态都是能控的,就称系统是状态完全能控的,简称能控。…..….…….(3分) 2. [][]320300020012 110-=???? ??????-=CA ………..……….(1分)

现代控制理论综述论文

论文题目:现代控制理论综述 摘要 本文是对现代控制理论课程的完整综述,现代控制理论的主要内容包括控制系统的状态空间表达式及其解,线性控制系统的能控性和能观性,稳定性与李雅普诺夫方法,线性定常系统的综合以及最优控制理论等部分。本文通过对控制理论各部分的阐述,构出了现代控制理论的主要框架及各部门的基本内容。 关键词:现代控制;状态方程;稳定性;最优控制;

Abstract This article is a complete review of modern control theory course, the main contents of the modern control theory, including the control system of the state space expression and its solution, the controllability of linear control systems and can view, stability and Lyapunov method, the synthesis of linear time-invariant system and optimal control theory. This article through to all parts of the control theory, compose the main framework of modern control theory and the basic content of each department. Keywords: Modern control; State equation;Stability;Optimal control

工程力学材料力学第四版[北京科技大学及东北大学]习题答案解析

工程力学材料力学 (北京科技大学与东北大学) 第一章 轴向拉伸和压缩 1-1:用截面法求下列各杆指定截面的内力 解: (a):N 1=0,N 2=N 3=P (b):N 1=N 2=2kN (c):N 1=P,N 2=2P,N 3= -P (d):N 1=-2P,N 2=P (e):N 1= -50N,N 2= -90N (f):N 1=0.896P,N 2=-0.732P 注(轴向拉伸为正,压缩为负) 1-2:高炉装料器中的大钟拉杆如图a 所示,拉杆下端以连接楔与大钟连接,连接处拉杆的横截面如图b 所示;拉杆上端螺纹的内 径d=175mm 。以知作用于拉杆上的静拉力P=850kN ,试计算大钟拉杆的最大静应力。 解: σ1= 2118504P kN S d π= =35.3Mpa σ2=2228504P kN S d π= =30.4MPa ∴σmax =35.3Mpa 1-3:试计算图a 所示钢水包吊杆的最大应力。以知钢水包及其所盛钢水共重90kN ,吊杆的尺寸如图b 所示。 解: 下端螺孔截面:σ1=1 90 20.065*0.045P S = =15.4Mpa 上端单螺孔截面:σ2=2P S =8.72MPa 上端双螺孔截面:σ3= 3P S =9.15Mpa ∴σmax =15.4Mpa 1-4:一桅杆起重机如图所示,起重杆AB 为一钢管,其外径D=20mm,内径d=18mm;钢绳CB 的横截面面积为0.1cm 2。已知起重量

P=2000N , 试计算起重机杆和钢丝绳的应力。 解: 受力分析得: F 1*sin15=F 2*sin45 F 1*cos15=P+F 2*sin45 ∴σAB = 1 1F S =-47.7MPa σBC =2 2F S =103.5 MPa 1-5:图a 所示为一斗式提升机.斗与斗之间用链条连接,链条的计算简图如图b 所示,每个料斗连同物料的总重量P=2000N.钢链又 两层钢板构成,如c 所示.每个链板厚t=4.5mm,宽h=40mm,H=65mm,钉孔直径d=30mm.试求链板的最大应力. 解: F=6P S 1=h*t=40*4.5=180mm 2 S2=(H-d)*t=(65-30)*4.5=157.5mm 2 ∴σmax=2F S =38.1MPa 1-6:一长为30cm 的钢杆,其受力情况如图所示.已知杆截面面积A=10cm2,材料的弹性模量E=200Gpa,试求; (1) AC. CD DB 各段的应力和变形. (2) AB 杆的总变形. 解: (1)σAC =-20MPa,σCD =0,σDB =-20MPa; △ l AC =NL EA =AC L EA σ=-0.01mm △ l CD =CD L EA σ=0 △ L DB =DB L EA σ=-0.01mm (2) ∴AB l ?=-0.02mm 1-7:一圆截面阶梯杆受力如图所示,已知 材料的弹性模量E=200Gpa,试求各段的应力和应变. 解: AC AC AC L NL EA EA σε===1.59*104 ,

(完整word版)经典控制理论和现代控制理论的区别和联系

1.经典控制理论和现代控制理论的区别和联系 区别: (1)研究对象方面:经典控制系统一般局限于单输入单输出,线性定常系统。严格的说,理想的线性系统在实际中并不存在。实际的物理系统,由于组成系统的非线性元件的存在,可以说都是非线性系统。但是,在系统非线性不严重的情况时,某些条件下可以近似成线性。所以,实际中很多的系统都能用经典控制系统来研究。所以,经典控制理论在系统的分析研究中发挥着巨大的作用。 现代控制理论相对于经典控制理论,应用的范围更广。现代控制理论不仅适用于单输入单输出系统,还可以研究多输入多输出系统;不仅可以分析线性系统,还可以分析非线性系统;不仅可以分析定常系统,还可以分析时变系统。 (2)数学建模方面:微分方程(适用于连续系统)和差分方程(适用于离散系统)是描述和分析控制系统的基本方法。然而,求解高阶和复杂的微分和差分方程较为繁琐,甚至难以求出具体的系统表达式。所以,通过其它的数学模型来描述系统。 经典控制理论是频域的方法,主要以根轨迹法和频域分析法为主要的分析、设计工具。因此,经典控制理论是以传递函数(零初始状态下,输出与输入Laplace变换之比)为数学模型。传递函数适用于单输入单输出线性定常系统,能方便的处理这一类系统频率法或瞬态响应的分析和设计。然而对于多信号、非线性和时变系统,传递函数这种数学模型就无能为力了。传递函数只能反应系统的外部特性,即输入与输出的关系,而不能反应系统内部的动态变化特性。 现代控制理论则主要状态空间为描述系统的模型。状态空间模型是用一阶微分方程组来描述系统的方法,能够反应出系统内部的独立变量的变化关系,是对系统的一种完全描述。状态空间描述法不仅可以描述单输入单输出线性定常系统,还可以描述多输入多输出的非线性时变系统。另外状态空间分析法还可以用计算机分析系统。 (3)应用领域方面:由于经典控制理论发展的比较早,相对而言理论比较成熟,并且生产生活中很多过程都可近似看为线性定常系统,所以经典控制理论应用的比较广泛。 现代控制理论是在经典控制理论基础上发展而来的,对于研究复杂系统较为方便。并且现代控制理论可以借助计算机分析和设计系统,所以有其独特的优越性。 联系:(1)虽然现代控制理论的适用范围更多,但并不能定性的说现代控制理论更优于经典控制理论。我们要根据具体研究对象,选择合适的理论进行分析,这样才能是分析的更简便,工作量较小 (2)两种控制理论在工业生产、环境保护、航空航天等领域发挥着巨大的作用。 (3)两种理论有其各自的特点,所以在对系统进行分析与设计时,要根据系统的特征选取和是的理论。 (4)所以熟识两种理论,具体的问题具体分析,选取合适的理论研究不同的系统。随着社会的发展,两种理论对科技的进步发挥着巨大的推动作用。在实践中,两种理论也会得到发展和完善,并且促进新的理论的形成,智能控制理论就是个很好的例子。 2.经典控制理论和现代控制理论所涉及的内容 经典控制理论:主要研究系统的动态性能,在时间和频域内来研究系统的“稳定性、准确性、快速性”。所谓稳定性是指系统在干扰信号的作用下,偏离原来的平衡位置,当干扰取消之后,随着时间的推移,系统恢复到原来平衡状态的能力。准确性是指在过度过程结束后输出量与给定的输入量的偏差。所谓快速性是指当系统的输入量和给定的输入量之间产生的偏差时,消除这种偏差的快慢程度。 现代控制理论:线性系统理论、最优控制、随机系统理论和最优估计、系统辨识、自适应控制、非线性系统理论、鲁棒性分析和鲁棒控制、分布参数控制、离散事件控制、智能控制。

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