教学课件 现代控制理论基础--王孝武

第六次课小结一、 Lyapunov 意义下的稳定性问题基本概念● 平衡状态的概念● Lyapunov 意义下的稳定性定义（稳定，一致稳定，渐进稳定，一致渐进稳定，大范围渐进稳定等）● 纯量函数的正定性，负定性，正半定性，负半定性，不定性 ● 二次型，复二次型（Hermite 型）二、 Lyapunov 稳定性理论● 第一方法 ● 第二方法三、 线性定常系统的Lyapunov 稳定性分析● 应用Lyapunov 方程Q PA P AH-=+来进行判别稳定性四、 线性定常系统的稳定自由运动的衰减率性能估计● 衰减系数，一旦定出min η，则可定出)(x V 随时间t 衰减上界。

● 计算min η的关系式五、 离散时间系统的状态运动稳定性及其判据● 离散系统的大范围淅近稳定判据，Lyapunov 稳定判据在离散系统中的应用六、 线性多变量系统的综合与设计的基本问题●问题的提法●性能指标的类型●研究的主要内容七、极点配置问题●问题的提出●可配置条件●极点配置算法5.2.5 爱克曼公式(Ackermann ’s Formula) 考虑由式（5.1）给出的系统，重写为Bu Ax x +=假设该被控系统是状态完全能控的，又设期望闭环极点为n s s s μμμ===,,,21 。

利用线性状态反馈控制律Kx u -=将系统状态方程改写为x BK A x )(-=(5.14)定义BK A A -=~则所期望的特征方程为)())((~11121=++++=---=-=+-**--*n n n nn a s a sa s s s s A sI BK A sI μμμ由于凯莱-哈密尔顿定理指出A ~应满足其自身的特征方程，所以0~~~)~(**11*1*=++++=--I a A a A a A A n n n n φ (5.15)我们用式（5.15）来推导爱克曼公式。

为简化推导，考虑n = 3的情况。

需要指出的是，对任意正整数，下面的推导可方便地加以推广。

GDOU-B-11-213《现代控制理论》教学大纲课程简介教学内容本课程主要内容有：系统状态空间表达式的建立；状态方程的求解；系统的能控性和能观性，包括系统能控性和能观性的判别，能控标准型与能观标准型，线性系统的结构分解，传递函数矩阵的实现；李亚普诺夫方法原理及用李亚普诺夫方法分析线性定常、线性时变及非线性系统；控制系统的综合，包括反馈的各种类型，用状态反馈进行极点配置，用状态观测器实现状态反馈等。

修读专业：自动化专业先修课程：线性代数、矩阵论、经典控制理论教材：王孝武，《现代控制理论基础》，机械工业出版社，1998。

一、课程的性质与任务本课程是在经典控制论基础上学习现代控制理论的基本概念、基本理论和分析方法。

现代控制理论基础以状态空间分析法为核心，涵盖了非线性控制系统分析、动态系统最优控制方法。

通过本课程的学习，使学生能够初步掌握现代控制理论的基本知识及其分析方法，并将其应用于实际控制系统的分析与综合，提高学生的系统分析和综合能力。

二、课程的基本要求通过本课程的学习,学生应该掌握有关运用状态空间分析法定量和定性分析及综合控制系统的基本理论、基本方法,为学习后续课程打下基础。

三、修读专业电气工程及其自动化、自动化四、本课程与其它课程的联系本课程为自动化专业的专业课，是继经典控制理论---《自动控制原理》之后的又一门重要的控制理论课程。

其任务是在经典控制理论的基础上进一步加深、扩展和提高学生在控制理论方面的基础知识，使学生较为全面地了解和掌握控制理论的基本内容，为后继学习《最优控制》、《随机控制》、《系统辨识》等其它自控理论课程打好基础。

要求学生具备微分方程、线性代数、积分变换(特别是拉氏变换，z变换)等数学方面的有关知识。

五、教学内容安排、要求、学时分配及作业第一章控制系统的数学模型（10学时）1.状态空间表达式（A）2.由微分方程求状态空间表达式（B）3.传递函数矩阵（A）4.线性变换（B）5.组合系统的数学描述（C）6.作业一次第二章线性控制系统的运动分析(10学时)1.线性定常系统齐次状态方程的解（A）2.状态转移矩阵（A）3.线性定常系统非齐次状态方程的解（B）4.线性系统的脉冲响应矩阵（B）5.作业一次第三章控制系统的能控性和能观测性(14学时)1.能控性及其判据（A）2.能观测性及其判据（A）3.对偶原理（B）4.能控标准形和能观测标准形（A）5.能控性、能观测性与传递函数关系（B）6.系统的结构分解（A）7.实现问题（B）8.作业一次第四章控制系统的稳定性(8学时)1.稳定性的定义(B)李雅普诺夫稳定性定义、稳定、渐进稳定和不稳定的概念；（B）BIBO稳定性的概念（C）2．李雅普诺夫稳定性的基本定理（B）李雅普诺夫稳定性的基本定理（B）李雅普诺夫第二方法在线性定常系统中的应用（C）作业一次第五章线性定常系统的综合(12学时)1.状态反馈和输出反馈（B）2.反馈系统的能控性和能观测性（B）3.极点配置问题（A）4.镇定问题（A）5.状态重构和状态观测器（A）6.带有观测器的状态反馈系统（B）7.解耦问题（B）8.作业一次六、实验内容与要求七、教材与参考书本课程选用教材：王孝武，《现代控制理论基础》，机械工业出版社，1998本课程推荐参考书：1.胡寿松，《自动控制原理》，科学出版社。

现代控制理论教学课件现代控制理论教学课件切斯特·巴纳德是西方现代管理理论中社会系统学派的创始人。

他在人群组织这一复杂问题上的奉献和影响，可能比管理思想开展过程中的任何人都更为重要。

下面了现代控制理论教学课件，一起去看看吧!(1)强调系统化，运用系统思想和系统分析方法来指导管理实践，解决和处理管理的实际问题。

(2)重视人的因素，就是要注意人的社会性，对人的需要予以研究和探索，在一定的环境条件下，尽最大可能满足人们的需要，以保证组织中全体成员齐心协力地为完成组织目标而自觉作出奉献。

(3)更视“ 非正式组织”的作用。

非正式组织是人们以感情为根底而结成的集体，这个集体有约定俗成的信念，人们彼此感情融洽。

在不违背组织原那么的前提下，发挥非正式群体在组织中的积极作用，从而有助于组织目标的实现。

(4)广泛地运用先进的管理理论与方法。

先进的科学技术和方法在管理中的应用越来越重要，各级主管人员必须利用现代的科学技术与方法，促进管理水平的提高。

(5)加强信息工作。

主管人员必须利用现代技术，建立信息系统，以便有效、及时、准确地传递信息和使用信息，促进管理的现代化。

(6)把“ 效率”( Efficiency)和“效果”(Effectiveness)结合起来。

管理工作不仅仅是追求效率，更重要的是要从整个组织的角度来考虑组织的整体效果以及对社会的奉献。

因此要把效率和效果有机地结合起来，使管理的目的表达在效率和效果之中，也即通常所说的绩效(Pedonnance)。

(7)重视理论联系实际。

(8)强调“预见”能力。

社会是迅速开展的，客观环境在不断变化，这就要求人们运用科学的方法进展预测，进展前馈控制，从而保证管理活动的顺利进展。

(9)强调不断创新。

在保证“惯性运行”的状态下，不满足现状，利用一切可能的时机进展变革，从而使组织更加适应社会条件的变化。

一一哈洛德·孔茨在1961年12月发表的《管理理论的丛林》一文，19年后又开展《再论管理理论的丛林》，他对管理流派进展分类，指出管理已由6个学派开展形成了11个学派。