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现代控制理论——哈尔滨工程大学

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现代控制理论和实践广泛用于航空航天、机器人系统、船舶系统等行业,是对于人类生产、生活产生重大影响的科学领域。线性系统理论是现代控制理论最为基础和成熟的分支,其概念、方法、结论具有重要的作用。本门课程主要讲解多变量线性系统建模、分析、设计的时间域和频率域方法,为实际工程设计和相关研...

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课程大纲
01
绪论
课时
控制理论的发展过程

02
线性系统的状态空间描述
课时
2.1 状态和状态空间
2.2 线性时不变系统状态空间描述的建立
2.3 线性系统的坐标变换
2.4 状态方程的对角线规范形和约当规范形
2.5 组合系统的状态空间描述

03
线性系统的运动分析
课时
3.1 线性系统运动分析的数学实质
3.2 线性系统的零输入响应
3.3 线性系统的零初态响应
3.4 状态转移矩阵和基本解阵
3.5 线性时变系统的运动分析

04
线性系统的能控性和能观测性
课时
4.1 能控性和能观测性的定义
4.2 线性定常系统能控性判据
4.3 线性定常系统能观测性判据
4.4 线性时变系统的能控性和能观测性判据
4.5 能控性指数
4.6 能观测性指数
4.7 对偶性
4.8 单输入单输出系统的能控规范形和能观测规范形
4.9 多输入多输出系统的能控和能观测规范形
4.10 系统的结构分解
4.11 最小实现

05
系统运动的稳定性
课时
5.1 外部稳定性和内部稳定性
5.2 李亚普诺夫意义下运动稳定性的基本概念
5.3李亚普诺夫第二法的主要定理
5.4 构造李亚普诺夫函数的规则化方法
5.5 线性时不变系统的运动稳定性判据

06
线性反馈系统的时间域综合
课时
6.1状态反馈和输出反馈
6.2反馈对系统性能的影响
6.3单输入系统极点配置
6.4多输入系统极点配置
6.5状态反馈对系统传递函数矩阵零点的影响
6.6全维状态观测器
6.7降维状态观测器
6.8动态解耦
6.9线性二次型最优控制

07
传递函数矩阵的矩阵分式描述
课时
7.1 矩阵分式描述
7.2 矩阵分式描述的真性和严真性
7.3 不可简约矩阵分式描述
08
传递函数矩阵的结构特性
课时
8.1 史密斯-麦克米伦形
8.2 传递函数矩阵的有限极点和有限零点
8.3 传递函数矩阵的结构指数
8.4 传递函数矩阵在无穷远处的极点和零点
09
传递函数矩阵的状态空间实现
课时
9.1 实现的基本概念和属性
9.2 有理分式传递函数矩阵的典型实现
9.3 基于MFD的典型实现
9.4 不可简约MFD的最小实现
10
线性时不变系统的多项式矩阵描述
课时
10.1 多项式矩阵描述
10.2 多项式矩阵描述的状态空间实现
10.3 多项式矩阵描述的互质性和状态空间描述的能控性与能观测性
10.4 传输零点和解耦零点
10.5 系统矩阵和严格系统等价
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