现代控制理论基础
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课程评价
spContent=自动控制技术已经深入到了各行各业。现代控制理论是自动控制理论的重要组成部分,是学习和掌握先进控制方法的基础。现代控制理论突破了经典控制理论的局限,将一个系统分解为输入、输出和状态,在数学表述上为线性、非线性、单变量、多变量、时变、时不变系统提供了一个统一的框架。
—— 课程团队
课程概述

本课程是继《控制工程基础》课程之后的自动化类主要专业基础类课程。本课程的理论性较强,主要培养学生学习和领悟现代控制理论的分析和设计方法,运用现代控制理论与控制工程的观点分析和解决实际工程控制问题的能力。


本课程主要教学内容涉及状态空间模型及系统设计、数字控制、非线性系统三大方面的内容。其中,状态空间是现代控制理论的基石,它突破经典控制理论的局限,将一个系统分解为输入、输出和状态。输出本身也是一个状态,或者是状态的一个组合。进而将线性、非线性、单变量、多变量、时变、时不变系统在数学描述上刻画为一个统一的框架,为最优控制、自适应控制、模型预测控制等奠定了坚实的基础。

授课目标

通过本课程的学习,学生以下能力得到培养和锻炼:


能够识别自动化领域中的复杂工程问题,且能基于自然科学规律,具备运用微分方程、传递函数、状态空间模型等理论和方法对复杂工程对象进行建模的能力。


能够运用现代控制理论的基本概念、模型、控制原理、优化方法等分析和解决自动化领域复杂工程问题。

 

能够运用现代控制理论的相关概念和专业术语对控制系统的特性进行正确的描述、分析,并能熟练运用自动化专业术语就自动化工程控制问题与业界同行及社会公众进行有效的交流与沟通。

课程大纲
预备知识

先修课程:高等数学、线性代数、电路、控制工程基础;辅助软件:Matlab及其控制系统工具箱的使用。

参考资料
  • R.C. Dorf and R.H. Bishop,Modern Control Systems (第十三版,教材),电子工业出版社,2018

  • R.C. Dorf and R.H. Bishop,Modern Control Systems (第十三版,参考书),Pearson,2017

  • Gene F. Franklin,J. David Powell and Abbas Emami-Naeini,Feedback Control of Dynamic Systems(第七版,参考书),Pearson,2014

  • 胡寿松,自动控制原理(第七版,参考书),科学出版社, 2019

  • Chi-Tsong Chen,Linear System Theory and Design (3Ed, 参考书)  Oxford University Press,1998


常见问题

问题1:线上作业如何提交?

回答:线上课程每个大的教学单元后附有单元作业和单元测验。其中单元测验由系统自动评分;单元作业为主观题,同学们可以在本子上、白纸上按传统方式用笔做好,然后拍照上传即可(推荐此方式,方便结课后复习总结),也可录成电子稿上传。


问题2:线上单元作业如何批改?

回答:单元作业采取互评形式,每位同学每单元互评作业至少1次。有特殊情况时,由教师批改。


问题3:教材的问题。有电子版教材吗?

回答:教师这边有电子版本教材(R.C. Dorf and R.H. Bishop,Modern Control Systems (第十三版),Pearson,2017),该版本和电子工业出版社的版本内容完全一致。