现代控制理论说课

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课程的主要内容和重点
· 什么叫自动控制？
• 自动控制(automatic control)就是在没有人直接 参与的条件下，利用控制器使被控对象（如机 器、设备和生产过程）的某些物理量（或工作 状态）能自动地按照设定的规律运行（或变 化）。 • 身边的例子:洗衣机, 空调, 手机 (以生活中经常接触的产品为例，使学生容易接 受和理解自动控制的概念，同时给他们有思考 想象的空间人。)
简记：
x x1 x2 xn
为n维状态向量; A为系统矩阵; B为输入矩阵； C为输出矩阵； D为关联矩阵；
Ax Bu x y C x Du
T
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教学方法和手段
利用多媒体展示信息
实物及仿真实验 分组讨论与提问
实际物理系统的数学模 型建立与分析
理论验证与设计 调试 复杂的原理和公式推导
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课程的主要内容和重点
• 现代控制理论状态空间表达式的一般形式：
1 a11 a12 x 2 x a21 a22 n an1 an 2 x y c1 c2 a1n x1 b1 x b a2 n 2 2 u ann xn bn x1 x cn 2 Du xn
现代控制理论基础
(Control Modem Control Theory）
· 目录
I 1 II 2
III 3 IV 4 V 5 IV 6 V 7 课程性质及地位
课程目标
课程的主要内容与重点 教学方法和手段 教学资源 课程考核 本次课教学设计
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1
课程性质
课程性质及地位
《现代控制理论基础》课程是自动化、电气工程及自动
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教学资源
教材 教材内容的取舍
定义的实际物理意义及模型表达式， 精炼理论，内容体系合理 理论的推导讲解与证明；
古典控制与现代控制理论相结合，构 体现新知识、新技术和新方法 成完整系统 发挥学生主观思维能力
与工程结合起来，更具实用性
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5
教学资源
MATLAB仿真
ACCC-II 控制实验
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课程的主要内容和重点
控制 应用
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课程的主要内容和重点
• 主要内容：动态系统的状态空间描述、 线性系统动态分析、线性系统的能控性 和能观测性分析、李亚普诺夫稳定性分 析、状态反馈与状态观测器、最优控制 的基本理论及应用。 • 重点掌握：动态系统的状态空间描述、 线性系统的能控性、能观测性及稳定性 分析。
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2
课程目标
1、现代控制理论的建模方法-状态空 间表达式。 2、系统能控性、能观测性、稳定性等 等性能指标。 3、如何通过状态反馈与状态观测器设 设计和改进控制器 1、独立分析自动控制系统各种性能指标
知识目标
能力目标
2、自掌握动控制系统建模与分析的基本
方法。
3、设计和改进控制方法的能力。
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5
参考书籍
教学资源
控制期刊 自动化网站
http://bbs.gongkong.com/
http://www.ilovematlab.cn/
http://www.matlabsky.com/ http://xd.sdibt.edu.cn/zdkz
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课程考核
评分细则 100%
过程性评价 40%
终结性评价 60%
学生出勤 课堂表现 10%
阶段测试 课后作业 15%
Matlab仿真 考核成绩
15%
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期末测试 60%
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本次课教学设计
复习上节课程“线性系统动态分析”的重 要知识点 以电路系统的建模引入课程内容 通过多媒体课件、电路系统建模、求解、 推导来引入能控、能观测性的概念。
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1
自动控制理论 系统建模 系统辨识 自适应控制 最优控制
课程性质及地位
本课程在自动化专业课程体系中的地位
PLC 单片机 DSP
电力电子技术 电机与拖动
+
-
控制器
执行器
测控对象
信号处理
数字信号处理
检测变送
最核心、最重要的专 业课
传感器 检测与诊断 抗干扰技术 测量信号处理等
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化等专业的核心专业课程。 本课程是《自动控制原理》（分为“古典控制理论”和 “现代控制理论”）的一部分。 本课程从工程应用角度出发，以线性系统理论和最优 控制为主线，介绍现代控制理论的基本方法。 先修课程：高等数学、矩阵论、物理、自动控制原理等 后续课程：过程控制、自动控制系统、计算机控制技术 等。