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《现代控制理论》教学大纲 总学时：40 学时 （理论教学 40 学时，实践教学 0 学时，课外学时 16 学时）学分：2.5 基本面向：自动化专业所属单位：自动化系 课程简介： 本课程是自动化专业的专业选修课程。通过对本门课程的学习，了解现代控制理论的基础知 识，包括系统的状态方程建立及解法，系统的能控性、能观测性和稳定性等定性理论，极点配置、反馈解耦、 观测器设计等综合理论。除了能运用所学知识解决一些比较简单的现代控制问题外，具备独立进修高一级控 制类专题的自学能力。一、本课程的目的、性质 性质：专业任选 目的：近代工业、现代科学技术的发展，不仅推动了控制技术更加广泛的应用，而且对控制问题也提出了越 来越高的要求，要求系统有更高的控制精度；更快的控制速度；更大的控制范围；以及有更好的适应环境因素变 化的自控能力等等。 通过对本门课程的学习，能运用所学知识解决一些比较简单的现代控制问题外，具备独立进修高一级控制 类专题的自学能力。 二、本课程的教学基本要求 1、知识要求： ①掌握状态空间表达式的建立及状态向量的线性变换； ②掌握状态空间表达式与传递函数间的相互转换； ③掌握状态转移矩阵的含义及计算； ④掌握线性系统的运动分析方法； ⑤掌握线性系统能控性与能观测性的定义及判据； ⑥掌握系统的李氏稳定性定义及判定方法； ⑦掌握状态反馈系统的设计及状态观测器的设计。 2、能力要求： ①具备对控制系统进行数学建模的能力； ②绘制系统模拟结构图的能力； ③求解系统状态空间表达式解的能力； ④判定系统能控性和能观性的能力； ⑤判定非线性系统稳定性的能力等。 ⑥初步具备控制系统分析与设计的能力。 3、素质要求： ①针对具体的自动控制系统，利用合适的数学工具进行建模和控制语言进行表达，并进行系统性能分析的 素养； ②掌握用现代控制论知识解决实际问题的方法与手段。三、本课程与其它课程的关系 前修课程：线性代数，自动控制原理后续课程：无 四、本门课程的教学内容及安排 第一章 控 制系统的状态空间表达式（10 学时） （一）状态变量及状态空间表达式 （二）状态变量及状态空间表达式的模拟结构图 （三）建立状态空间表达式的几种方法 （四）状态的线性变换及状态空间表达式的几种标准形 （五）状态空间表达式与传递函数间的转换 （六）离散时间系统的状态空间表达式教学安排及教学方式 教学环节学时分配 课后环节（请打“√” ） 章节数 授课 实验 上机 讨论 作业 自学 综合 其他 大作业 1.1 2 √ 1.2 1 √ 1.3 3 √ 1.4 3 √ 1.5 0.5 1.6 0.5 第二章 控 制系统的运动分析（6 学时） （一）状态方程的齐次解 （二）状态转移矩阵的含义及几种计算方法 （三）线性系统的运动分析 （四）离散时间系统状态方程的解 （五）连续系统的离散 教学安排及教学方式 教学环节学时分配 课后环节（请打“√” ） 章节数 授课 实验 上机 讨论 作业 自学 综合 其他 大作业 2.1 1 2.2 2 √ 2.3 1.5 √ 2.4 0.5 2.5 1 第三章 线 性系统的能控性与能观测性（10 学时） （一）能控性定义及判据 （二）能观测性定义及判据 （三）离散系统能控性与能观测性