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Modern Control Engineering （现代控制工程） 课程时间：2014.9 1-8周 学时/学分：32/2.0 课程简介 该课程以应用数学（矩阵论）为基础，MATLAB为手段，针对多输入、多输出并以某种方式相互关联的复杂控制系统，介绍机械、电气、热力、液压、气动等控制系统的状态空间动态模型建立以及可控性、可观测性和稳定性分析，极点配置法设计控制系统，状态观测器的概念与设计，最优二次型控制。 Introduction Control Engineering will be based on Matrix Analysis and Matlab, to discuss multi-input, multi-output and complicated systems such as Mechanical, Electrical, Hydraulic, Pneumatic and Thermal systems and devices. We will establish their mathematical models by both Transfer Function and State-Space methods, and analysis their controllability, observability and stability. Based on above, we will discuss how to design systems by pole placement. We will also briefly discuss optimal control systems, system parameters estimation and adaptive control systems. Reference Books(参考教材) 控制科学？技术？工程？ 控制科学-控制理论研究，如线性系统理论、非线性控制系统理论、混杂系统理论、大系统理论、随机系统滤波与控制、分布参数系统控制、自适应控制、鲁棒控制、智能控制、最优控制、系统辨识与建模…. 控制技术-应用控制理论，对工程中的物理量进行控制，可以分为： 开关量控制--开环，数控，步进电机，伺服电机，实现容易。 模拟量控制--闭环，负反馈，各种控制策略（算法）。 产品实例－ Segway 在美国兴起了一种名为“Segway”的个人移动器，该移动器被视为“新一代交通工具”。在华盛顿旅游的游客可以租用Segway轻松观光，既舒适随意，又可免去步行之苦。 产品实例 　曾经风光一时、以陀螺仪和电动马达驱动作为基础的Segway，具备两轮却能保持平衡，且完全模仿人体工学的科技更令人赞赏。因此当2002年正式销售时，纵使售价高昂，依然抵挡不住购买热潮，不仅各界名人都为之疯狂，甚至还深受好莱坞等流行先锋的喜爱。 根据美国消费者安全协会所做的报告，从2002年3月至2006年9月所生产的Segawy，因为驱动马达有瑕疵，在行驶过程中会突然停止，重心不稳后导致使用者会摔伤。这其中就包含美国总统布什。 　　据了解停摆，是设定程序出了问题，正因为攸关美国元首的安危，因此Segway将陆续召回已经出售的23500台机组，以回厂进行程序的更新。 常用控制对象 各种执行元件，包括电机（交流电机、步进电机、伺服电机），液压缸、液压马达，气缸，气马达 检测技术 坦克精密装配控制系统 航天服活动能力检测系统 航天员出舱操作 航天服操作力检测系统 航天服模飞操作装置 温控阀调节装置 温控阀调节装置 载人航天成功纪念 岩石试验机模型 舱外航天服手套寿命试验 航天员训练中心项目 舱外航天服手套寿命试验 舱外航天服手套寿命试验 水下训练航天服干燥系统 水下训练航天服干燥系统 盾构模拟实验系统 国家科技发展战略 能源问题-传统能源的节约，新能源的开发，尤其是交通运输用的能源； 生物科技-生物制药，生物电子技术，生物机械技术，生态建筑技术，期待突破； 信息技术-用迅速发展的信息技术更新传统产业，是近20年经济发展的主要动力。 能源问题 节能：以内燃机为例，半个多世纪热机效率科学上没有大的突破。 技术层面上有不少改进： 涡轮增压 余热回收 汽车燃油电子控制 建筑空调自动控制 新能源开发技术 太阳能加热制冷-真空管技术；抛物线聚光 太阳能发电-光伏电池，Si，有机物 风能-稳定问题，能量贮存问题 生物质能源-柴草转变成汽油 页岩气-深层地下岩层中存在的一种可燃气体，用高压液体或气体打进去，把可燃的页岩气置换出来，如果把二氧化碳打进去，还能达到减排的效果。 煤层气-煤矿的瓦斯，开采和页岩气相似 储能技术 电池-化学反应的方法，充电慢 超级电容-它是一种介于电容器与