现代控制理论 刘豹 课件

求解 转换
串联 滞后 反馈 前馈 复合
可观性 稳定性
分析
状态反馈
现代 y = Cx + Du
⎡ 1 2⎤ ⎡1 ⎤ A=⎢ , B = ⎢ ⎥ , C = [1 1], D = 0 ⎥ ⎣ −2 1 ⎦ ⎣0⎦
= Ax + Bu x
稳 快
设计
状态观测器
经典控制理论 vs 现代控制理论
时间 研究对象 研究内容 1950年以前 单输入单输出SISO 外部描述 传递函数 时域法、频域法、 根轨迹法 拉普拉斯变换 1950年以后 多输入多输出MIMO 内部描述 状态空间表达式 状态空间法 线性代数矩阵
卫星控制 月球车控制 空间机器人控制 足球机器人控制
数学准备
例：求A的逆矩阵
⎡1 ⎤ ⎡ 1 2⎤ A=⎢ , B = ⎢ ⎥ , C = [1 1], D = 0 ⎥ ⎣ −2 1 ⎦ ⎣0 ⎦
3阶例子
⎡1 −2 ⎤ A* = ⎢ ⎥ ⎣2 1 ⎦
A−1 =
1 ⎡1 −2 ⎤ ⎥ 1+ 4 ⎢ ⎣2 1 ⎦
楼旭阳
江南大学 物联网工程学院
第五章 第六章 第七章
第一章
绪论
自动控制的发展史
前期控制（公元前300-1900） 经典控制（1900-1950） 现代控制（1950-Now）
大系统理论、智能控制理论、复杂系统等（20世纪60年代至今）
第一章
绪论
§1 自动控制的发展史 §2 经典控制理论 vs 现代控制理论 §3 数学准备
研究方法 研究工具 设计方法
PID控制和校正网络 状态反馈和输出反馈
现代控制理论的应用 倒立摆稳定控制
现代控制理论的应用
导弹稳定控制
一级倒立摆稳定控制
二级倒立摆稳定控制
地空导弹稳定控制
空空导弹稳定控制
现代控制理论的应用
现代控制理论的应用
第一章
航天器控制 机器人控制
绪论
§1 自动控制的发展史 §2 经典控制理论 vs 现代控制理论 §3 数学准备
( sI − A) −1 ?
( sI − A) −1 =
⎡s −1 2 ⎤ 1 ⎥ s − 2s + 5 ⎢ ⎣ −2 s − 1⎦
2
本课程常用符号说明
小写细体字母 标量、时间、复变量
本章小结
a, b, x, y, r (t ), c(t ), t , s
小写粗体字母 大写粗体字母 大写细体字母 向量 a,b,u, x, y,r(t),c(t) 矩阵 A, B,C 拉式变换符号、系统符号
§1 自动控制的发展史 §2 经典控制理论 vs 现代控制理论 §3 数学准备
经典控制源自文库论回顾
线性连续系统 线性离散系统 非线性系统 超前 分析 设计
准
现代控制理论预览
建立 建模 可控性
状态空间 表达式
Y (s) s −3 = G (s) = 2 U (s) s − 2s + 5
经典
建模
时域分析法 复域分析法 频域分析法
1.现代控制理论的产生、发展、内 容、研究方法和应用； 2.经典控制理论与现代控制理论的 差异； 3.现代控制理论的应用。
U ( s ), R( s ), Y ( s )
S1 , S 2
内容提纲
现代控制理论
Modern Control Theory
第一章 第二章 第三章 第四章
绪论 线性系统的状态空间分析法 线性系统的可控性与可观性 线性定常系统的线性变换 线性定常系统的反馈及状态观测器 李亚普诺夫稳定性分析 动态系统的最优控制方法
第一章
绪论
§1 自动控制的发展史 §2 经典控制理论 vs 现代控制理论 §3 数学准备