现代控制理论课件

1、7.5 离散控制系统的稳定性分析 线性连续系统的稳定性分析是基于闭环特征根在 s平面中的位置，若闭环特征根全部位于虚轴以左，则系统稳定。那么，如何根据线性离散系统的闭环特征根在 z平面上的位置来分析系统的稳定性呢？ 7.5.1 从 s平面到 z平面的映射令复变量 ：s平面 z平面z平面s平面辅频区辅频区主频区7.5.2 线性定常离散系统稳定的充分必要条件考虑线性定常离散系统若离散系统在有界输入序列作用下，其输出序列也是有界的，则称该离散系统是稳定的。 线性定常离散系统的稳定性是由系统的结构和参数决定的，与输入信号无关，因此，若。

2、3.6 线性系统的稳态误差计算 稳态误差是衡量系统 控制精度 的重要指标，通常称为 稳态性能 。稳态误差与控制系统自身的 结构 、 参数 ，以及 输入信号 、 干扰信号 的 形式 和 大小 有关。本节讨论线性定常系统在各种 典型信号 和 干扰作用 下的稳态误差计算方法及其规律性。 只有稳定的系统，计算稳态误差才有意义 。1. 误差 e(t)系统的 误差 e(t)一般定义为系统 希望的输出值 与 实际输出值 之差。3.6.1 误差与稳态误差的定义对于一般的线性控制系统：通常有两种误差定义： 从系统的 输入端 定义： 从系统的 输出端 定义：误差信号 e1(t。

3、 内部公开 请勿外传 P1版权所有 1993-2012金蝶软件（中国）有限公司 内部公开 请勿外传金蝶培训部财务模拟实操课程 （一）跟着生活学会计 内部公开 请勿外传 P2课程介绍适用对象课程背景在这个行业的人都知道，如果我们不能明白财务的基本原理，不能明白财务工作的规范、要求、流程，我们很难与客户的财务人员有共同的语言的。而如果我们无法明白客户具体要什么，必然直接影响到我们无法给客户提供相应的解决方案，也无法去梳理客户的管理流程，无法告诉客户哪些需要优化哪些需要完善，也无法准确地为客户的应用做好软件应用体系的构建。。

4、现代控制理论课程教学大纲课程名称：现代控制理论 课程代码：ELEA3024英文名称：Modern Control Theory课程性质：专业选修课程 学分/学时：2 学分/36 学时开课学期：第 6 学期适用专业：电气工程及其自动化先修课程：高等数学、线性代数、复变函数与积分变换、自动控制原理、普通物理、电路原理后续课程：无开课单位：机电工程学院 课程负责人：杨歆豪大纲执笔人：高瑜 大纲审核人：余雷一、课程性质和教学目标（在人才培养中的地位与性质及主要内容，指明学生需掌握知识与能力及应达到的水平）课程性质：现代控制理论是电气工程及自动化。

5、5.2 典型环节的频率特性 比例环节积分环节微分环节惯性环节一阶微分环节振荡环节二阶微分环节不稳定环节延迟环节线性定常系统的开环传递函数可看作是由一些典型环节串联而成，掌握典型环节的频率特性是研究较为复杂系统的频率特性的基础。主要的典型环节包括：传递函数幅频特性和相频特性 ： 对数幅频特性和相频特性 ： 频率特性为1. 比例环节幅相特性 ： 传递函数 频率特性为： F 幅频特性和相频特性： 2积分环节F对数幅频特性和相频特性： 其对数幅频特性为一条斜率为-20dB/dec的直线，此线通过 =1， L()=0 dB 的点。F幅相特性： 当 时。

6、第 5章第 1页EXIT5.3 对数频率特性及其绘制第 5章第 2页EXIT5.3.1 对数频率特性曲线基本概念 （重点） 伯德（ Bode ） 图的构成 对数幅频特性图的横坐标是对 取以 10为底的对数进行分度的。第 5章第 3页EXIT纵坐标是对幅值分贝 (dB)数进行分度，用 L( )=20 lgA()表示。第 5章第 4页EXITG(j)=G1(j)G2(j) Gn(j)= A()ej() 式中 A()=A1()A2() An()；() = 1() + 2() + + n()在极坐标中绘制幅相频率特性 ,要花较多时间，而在绘制对数幅频特性时 ,有L() =20 lgA()= 20lgA1() + 20lgA2() + + 20lg An() = L1()+L2()+ Ln() 第 5章第 5页EXITBode图。

7、变电站电气主接线是指变电站的变压器输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分现代控制理论复习变电站电气主接线是指变电站的变压器输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站。

8、 一、状态空间表达式的建立方法1）直接建模法 (以 RLC网络为例 )：(1) 根据回路电压和节点电流关系 ,列出各电压和电流所满足的关系式 .(2) 选择状态变量 .状态变量的个数应为独立一阶储能元件 (如电感和电容 )的个数 .(3) 将状态变量代入电压电流的关系式 ,经整理可得描述系统动态特性的一阶矩阵微分方程组 -状态方程(4) 列写描述输出变量与状态变量之间关系的输出方程(5) 将上述状态方程和输出方程列写在一起 ,即为描述系统的状态空间模型的状态空间表达式第 1章 小 结2）系 统实现 法a.由微分方程推 导 状 态 空 间 模型（ 输入不含导数。

9、基于 MATLAB的控制系统数学建模 原理要点1.1 控制系统的传递函数模型 1.1.1 系统传递函数模型简述1.1.2 传递函数的 MATLAB相关函数1.1.3 建立传递函数模型实例1.2 控制系统的零极点函数模型1.2.1 零极点函数模型简述1.2.2 零极点函数的 MATLAB相关函数1.2.3 建立零极点函数模型实例1.3 控制系统的状态空间函数模型1.3.1 状态空间函数模型简述1.3.2 状态空间函数的 MATLAB相关函数1.3.3 建立状态空间函数模型实例1.4 系统模型之间的转换1.4.1 系统模型转换的 MATLAB相关函数1.4.2 系统模型之间转换实例1.5 方框图模型的连接化简1.5.1 方框。

10、现代控制理论 Modern Control Theory绪论 v 学习现代控制理论的意义： 1. 是所学专业的理论基础 2. 是研究生阶段提高理论水平的重要环节。 3. 是许多专业考博士的必考课。一控制的基本问题 v 控制问题：对于受控系统。

11、现代控制理论,控制系统的状态空间分析与综合,2,引 论,经典控制理论:数学模型:线性定常高阶微分方程和传递函数;分析方法: 时域法(低阶13阶)根轨迹法频域法 适应领域:单输入单输出（SISO）线性定常系统缺 点:只能反映输入输出间的外部特性，难以揭示系统内部的结构和运行状态。现代控制理论：数学模型:以一阶微分方程组成差分方程组表示的动态方程分析方法:精准的时域分析法适应领域：（1）多输入多输出系统（MIMO、SISO、MISO、SIMO）（2）非线性系统（3）时变系统优越性：（1）能描述系统内部的运行状态（2）便于考虑初始条件（与传递函数。

12、2019年6月25日星期二,现代控制理论,1,2019年6月25日星期二,2,最优控制理论,东北大学信息科学与工程学院井元伟教授,二九年十一月,2019年6月25日星期二,3,第2章 求解最优控制的变分方法,第3章 最大值原理,第4章 动态规划,第5章 线性二次型性能指标的最优控制,第6章 快速控制系统,第1章 最优控制问题,最优控制理论 现代控制理论的重要组成部分20世纪50年代 发展形成系统的理论研究的对象 控制系统中心问题 给定一个控制系统，选择控制规律，使系统在某种意义上是最优的统一的、严格的数学方法最优控制问题 研究者的课题，工程师们设计控制系。

13、全部课程内容汇总 n 数学模型的求取 n 线性定常系统状态空间表达式的求解 n 状态的能控性和能观性 n 控制系统稳定性分析 n 线性定常控制系统的设计 数学模型的求取 n 基本概念：状态变量，状态变量的选择，维数 n 状态空间表达式的求取。

14、现代控制理论北京科技大学机械工程学院周晓敏参考书参考书之一现代控制理论 俞立 编著 清华大学出版社 2007年 5月 参考书之二现代控制理论刘豹 唐万生 主编 机械工业出版社 2006年 9月 或其他近年来出版的 现代控制理论 教材主要内容 概述 1 控制系统的状态空间模型 2 系统的运动分析 3 能控性和能观性分析 4 系统的稳定性分析 5 状态反馈控制器设计 6 状态观测器设计 7 线性二次型最优控制预备知识或先修课程1)自动控制理论2)线性代数3) MATLAB/Simulink速度控制系统速度控制系统速度设定增加转速下降增加控制系统的例子系统框图给定速度。

15、1*2线性系统和非线性系统 设系统的状态空间描述为 向量函数 若 f(x,u,t),g(x,u,t)的全部或至少一个组成元为 x、 u的非线性函数 ,该系统称为 非线性系统 若 f(x,u,t),g(x,u,t)的全部组成元为 x、 u的线性函数 ,该系统称为 线性系统 非线性系统可以用泰勒展开方法化为线性系统 3时变系统和时不变系统 若向量 f,g不显含时间变量 t,即 该系统称为 时不变系统 若向量 f,g显含时间变量 t,即 该系统称为 时变系统 *4连续时间系统和离散时间系统 当且仅当系统的输入变量 ,状态变量和输出变量取值于连续时间点 ,反映变量间因果关系的动态过程为时间。

16、 偏微分方程控制理论的研究本节课我们主要讲以下内容l偏微分方程基本概念l现代控制理论产生与发展l现代控制理论的应用偏微分方程基本概念那么，什么是偏微分方程 ？从小学开始， 我们就遇到过代数方程，比如或者：偏微分方程基本概念如果一个未知函数以及它导数满足某个等式，这个等式称为微分方程。如果一个微分方程中出现的未知函数只含一个自变量，这个方程叫做常微分方程，也简称微分方程；如果一个微分方程中出现多元函数的偏导数，或者说如果未知函数和几个变量有关，而且方程中出现未知函数对几个变量的导数，那么这种微分方程就是。

17、第二章：状态方程和输出方程 2. 1 系统状态空间描述的概念,例: RLC网络系统的状态空间模型:线性连续定常系统的状态空间模型为其中 为输入向量; 为输出向量; 为状态向量. 为恰当维数的实矩阵.,分别称为状态矩阵,输入矩阵和输出矩阵. 系统状态空间描述的特点:系统的状态变量的个数=系统中包含的独立储能元件的个数=等于系统的阶数(该阶数与经典控制论中概念一致)对于给定的系统,状态变量的选择不是唯一的,但各种选择的状态变量的个数都是相同的.,3) 一般来说,状态变量不一定是物理上可测量或可观察的量,也可能是纯数学的量,没物理上的意义.。

18、第三章 反馈控制系统的特性 Feedback Control System CharacteristicsFundamentals for Control Engineering 控制工程基础* 张秦艳 2目录 3.l 开环和闭环控制系统 3.2 控制系统对参数变化的灵敏度 3.3 控制系统瞬态响应的控制 3.4 反馈控制系统的干扰信号 3.5 稳态误差 3.6 反馈的代价 3.7 设计实例：英吉利海峡海底隧道钻机 3.8 设计实例：火星漫游车 3.9 应用 MATLAB分析控制系统的特点 3.10 循序渐进设计示例：磁盘驱动读取系统 3.11 小结 Fundamentals for Control Engineering 控制工程基础* 张秦艳 3提要 掌握以下基本概念： 偏差信。

19、* 1第二章系统数学建模Mathematical Models of SystemsFundamentals for Control Engineering 控制工程基础* 张秦艳 22. 系统数学建模 2.1 引言 2.2 物理系统的微分方程 2.3 物理系统的线性近似 2.4 Laplace变换 2.5 线性系统的传递函数 2.6 框图模型 2.7 信号流图模型 2.8 控制系统的计算机辅助分析 2.9 设计实例 2.10 利用 MATLAB进行系统仿真 2.11 循序渐进设计示例：磁盘驱动读取系统 2.12 小结 Fundamentals for Control Engineering 控制工程基础* 张秦艳 3要求 能够建立物理系统的微分方程 （differential equations） 理解和掌握。

20、同济大学汽车学院 2013讲授 : 钟再敏 教授 Tel： 1304063186 E-mail： zm_zhongtongji.edu.cn助教 :成绩 : 期终考试 : 70% 作业 : 15% 出席 : 15%现代控制理论基础同济大学 汽车学院College of Automotive, Tongji University教材：曲延滨 .王新生 . 现代控制理论基础 .哈尔滨工业大学出版社 .2005同济大学汽车学院 2013课程内容： 绪论 控制系统的状态空间描述 线性控制系统的运动分析 线性控制系统的能控性和能观性 控制系统的李雅普诺夫稳定性分析 状态反馈和状态观测器 最优控制同济大学 汽车学院College of Automotive, Tongji Unive。