控制理论
第一章 引论
1、 了解自动控制的基本概念;
2、 开环与闭环控制系统的构成及各自特点;
3、 控制系统的典型应用案例。
第二章 数学模型
1、 掌握用微分方程和传递函数建立系统的数学模型方法;
2、 非线性系统模型的线性化;
3、 典型控制系统环节的数学模型及其推导方法;
4、 掌握方框图的绘制及其简化方法;
5、 应用信号流图和梅逊公式求系统的传递函数
第三章 时域分析
1. 掌握一阶系统、二阶系统在脉冲输入和阶跃输入下时域响应及性能指标计算;
2. 分析一阶系统、二阶系统参数变化对性能指标的影响;
3. 掌握稳态误差计算方法、系统型式对稳态误差的影响,理解积分环节对改善稳态误差作用;
4. 掌握线性系统稳定性的定义,并能用相应的判据分析和判断系统稳定性的方法。
第四章 根轨迹法
1、 了解根轨迹法的概念;绘制根轨迹依据是什么?幅值方程作用是什么?
2、 掌握常规根轨迹、相角为π,0及迟后系统的根轨迹绘制方法及要点;
3、 对于多回路系统和参数根轨迹,如何绘制根轨迹并对系统稳定性进行分析;
4、 利用根轨迹定性分析参数对性能的影响。
第五章 频域分析法
1、 频域特性定义及它与传递函数关系;
2、 掌握绘制典型环节及串联系统的频率特性方法(极坐标图,伯德图);
3、 熟悉奈奎斯特稳定性原理,并能灵活应用于系统稳定性分析;
4、 掌握相对稳定性分析方法,分析相对稳定性与时域指标关系;
5、 了解闭环频率特性绘制和闭环频率特性与系统时域响应的关系。
第六章 控制系统校正
1、 系统为什么要进行校正,校正分哪两类(有源和无源),各有何特点;
2、 掌握用频率特性法进行串联超前、滞后、超前-滞后和PID校正方法;
3、 掌握用根轨迹法进行串联超前、滞后和PID校正方法;
4、 分析校正前后系统稳定性或性能指标的变化。
第七章 非线性系统分析
1、 了解非线性系统的基本概念、特点(与线性系统比较);
2、 掌握相轨迹的定性绘制方法;
3、 掌握用相轨迹分析非线性系统的稳定性;
4、 典型非线性环节的描述函数计算;
5、 掌握用描述函数法分析非线性系统的稳定性,并注意其应用条件。
第八章 采样控制系统
1、 了解采样控制系统的基本概念;
2、 熟悉采样过程及采样定理;
3、 熟悉零阶保持器与一阶保持器传递函数及频率特性;
4、 掌握Z变换方法、性质及Z反变换;
5、 理解脉冲传递函数的基本观念,掌握开环与闭环传递函数推导;
6、 掌握采样系统稳定性分析和稳态误差的计算;
7、 了解采样控制系统用伯德图校正方法的原理和数字校正方法的应用(用数字校正装置时校正方法,数字校正装置的实现,最少拍系统校正)。
参考书:
1.《控制理论CAI教程》颜文俊等编 科学出版社
现代控制理论
一、线性控制系统的状态空间描述及运行分析
1、 根据物理系统得出系统的状态空间描述;
2、 由时域描述化为状态空间描述;
3、 掌握状态空间描述的几种规范形式及转换方法;
4、 连续系统的状态转移矩阵及其性质;
5、 连续系统和离散系统的状态响应和输出响应。
二、李雅普诺夫稳定性分析
1、 李雅普诺夫第二法稳定性定理;
2、 线性系统和非线性系统的李雅普诺夫稳定性分析
三、线性系统的能控性和能观性
1、 能控性、能观性的概念及判据;
2、 对偶性原理;
3、 系统的结构分解
四、线性定常系统的综合
1、 状态反馈及极点配置;
2、 输出反馈及极点配置;
3、 镇定问题、渐近跟踪问题;
4、 状态重构问题及观测器的极点配置;
5、 带状态观测器的状态反馈系统(含降维观测器);
6、 解耦控制问题。
参考书:
赵光宙编著,《现代控制控制理论》,机械工业出版社,2010年。