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文檔簡介
2025/2/281現代控制
--線性控制系統(Linearcontrolsystem)中南大學信息科學與工程學院2025/2/282學時安排學時:32
講授:28實驗:4學分:22025/2/283教材張嗣瀛,高立群.現代控制理論,清華大學出版社,2006黃家英.自動控制原理(上下冊),高等教育出版社,20102025/2/284參考書目
鄭大鐘(2002).線性系統理論.北京:清華大學出版社.?[美]KatsuhikoOgata著,盧伯英,于海勛等譯,《現代控制工程》(第四版),電子工業出版社;?[澳]Goodwin,G.C.,etal.ControlSystemDesign,北京:清華大學出版社;
JohnJ.D’Azzo.LinearControlSystemAnalysisandDesign(線性控制系統分析與設計,第4版).北京:清華大學出版社
RichardC.Dorf,RobertH.Bishop.ModernControlSystems(NinthEdition)(現代控制系統第九版).北京:科學出版社?王樅.控制系統理論及應用,北京郵電大學出版社。2025/2/285基礎課程專業基礎:自控原理數學基礎線性代數2025/2/286第一章緒論
1.1控制理論的發展歷程簡介1.2現代控制理論的主要內容2025/2/2871.1控制理論的發展歷程簡介
1.1.1經典控制理論
⑴形成和發展
美國貝爾實驗室的H.Bode(1938),以及Nyquist(1940)提出了頻率響應法;
美國MIT的N.Wiener在研究隨機過程的預測問題中,提出Wiener濾波理論(1942),發表了《Cybernetics》(1948)-控制學科誕生;
美國W.Evans提出根軌跡法(RootLocusMethod)(1948)
。
2025/2/288(2)20世紀30-40年代形成經典控制理論
傳遞函數模型
頻率理論
根軌跡法2025/2/289(3)控制理論存在的局限性簡單對象SISO、線性、時不變系統---(LTI)缺乏系統化方法圖形化方法,依賴于設計人員的經驗達到的性能要求較低,不能處理多目標性能。(4)面臨的挑戰對象日益復雜化、控制性能要求不斷提高(5)以拉普拉斯變換為工具
2025/2/28101.1.2現代控制理論(ModernControl)(1950-)
二次世界大戰中火炮,雷達,飛機以及通訊系統的控制研究直接推動了經典控制的發展。五十年代后興起的現代控制起源于冷戰時期的軍備競賽,如導彈(發射,操縱,指導及跟蹤),衛星,航天器和星球大戰,以及計算機技術的出現(英國科學家A.J.G.MacFarlane)。2025/2/2811⑴現代控制理論的形成和發展1956年,前蘇聯的龐德里亞金發表了《最優過程的數學理論》,提出了極大值原理(MaximumPrinciple);?1957年,美國的貝爾曼發表了《動態規劃理論在控制過程中的應用》,建立了最優控制的理論基礎;?1960年,美籍匈牙利人卡爾曼發表了“OntheGeneralTheoryofControlSystems”,引入狀態空間法分析系統,提出了能控性、能觀性、卡爾曼濾波等概念,奠定了現代控制理論的基礎;
2025/2/28121957年成立了國際自動控制聯合會(IFAC:InternationalFederationofAutomaticControl)。上世紀60年代末至70年代迅速發展:非線性系統、大系統和智能系統。2025/2/2813(2)以MIMO線性、非線性、時變與非時變系統為主要研究對象。(3) 以線性代數和微分方程為工具,以狀態空間法為基礎。
2025/2/2814
1.1.3上世紀80年代以來出現了新的控制思想和控制理論
(1) 多變量頻率域控制理論。
(2) 模糊控制理論。2025/2/28151.2現代控制理論的主要內容
返回⑴線性系統理論⑵最優濾波理論⑶系統辨識⑷最優控制⑸自適應控制⑹非線性系統理論2025/2/28161.3現代控制理論-取得的成就?1957年發射了第一顆人造地球衛星;?工業機器人產品;?1961年載人航天(加加林);?1966年月球軟著陸;?1969年登陸月球。2025/2/28171.4現代控制理論-特點?描述對象的方法狀態空間模型,適用于多輸入多輸出、時變、非線性系統?處理方法應用現代數學方法,以計算機作為工具,系統化的分析和綜合方法;?實現多目標控制;?預測控制、魯棒控制、模糊控制等先進控制。2025/2/2818本課程內容?狀態空間模型(model
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