《自动控制理论II》教学大纲.pdf

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《自动控制理论II》

课程编号:

课程名称:自动控制理论II;TheTheoryofAutomaticControlII

学时:56学分:3.5

先修课程:《自动控制理论I》

一、目的与任务

《自动控制理论》是自动化和电气工程及其自动化专业本科生的主干专业基础课,由《自

动控制理论I》和《自动控制理论II》两部分组成。《自动控制理论II》的任务是使学生掌握

线性定常离散时间系统、非线性系统和最优控制系统的基本概念和知识,具有系统分析和设

计的能力。为本进一步的深入学习和发展打下坚实的基础。

二、教学内容及学时分配

第一章离散控制系统(10学时)

§1-1绪论

§1-2离散控制系统的建模

1.2.1连续时间系统的离散化

1.2.2离散控制系统的状态空间模型

1.2.3离散控制系统的方框图模型

§1-3离散控制系统的频域描述

1.3.1信号的采样与保持

1.3.2z-变换与z-反变换

1.3.3离散控制系统的脉冲传递函数模型

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§1-4离散控制系统的特性分析

1.4.1离散控制系统的暂态特性分析

1.4.2稳定性定义及其判据

1.4.3离散控制系统的稳态误差分析

§1-5离散控制系统的状态空间分析与设计

1.5.1可控性分析

1.5.2可观测性分析

1.5.3离散控制系统的最小实现

1.5.4离散控制系统的平衡实现*

1.5.5状态反馈

1.5.6状态观测器及带状态观测器的状态反馈

§1-6基于I/O特性的设计校正

1.6.1极点配置法

1.6.2最小拍设计

1.6.3无纹波最小拍设计

第二章非线性控制系统(10学时)

§2-1概述

§2-2描述函数法

2.2.1非线性特性的描述函数

2.2.2描述函数的解析计算

2.2.3自激振荡及其稳定性分析

2.2.3强迫振荡

§2-3相平面法

2.3.1奇点及其分类

2.3.2相轨迹绘制的解析方法

2

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2.3.3等倾线方法

§2-4极限环的存在性判据*

第三章稳定性理论(8学时)

§3-1基础知识

3.1.1Rn中的度量

3.1.2Rn上的标量函数

3.1.3奇点及其稳定性

§3-2局部稳定性理论

3.2.1Lyapunov直接法

3.2.2一阶近似法

§3-3渐进稳定域和全局稳定性

3.3.1Lyapunov直接法

3.3.2线性系统的稳定性

§3-4Lyapunov函数的构造

3.4.1Schultz-Gibson变量梯度法

3.4.2Krasovskii法

§3-5频域稳定性判据

3.5.1绝对稳定性

3.5.2Popov判据

3.5.3圆判据

第四章最优控制系统(28学时)

§4-1最优控制与变分法

4.1.1最优控制问题的数学描述

4.1.2函数空间中的度量

4.1.3泛函与变分

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