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第一章：绪论（1）: 现代控制理论英文名: Modern Control Theory课程类型: 电工学校: 西北工业大学主讲人: 周军!第一章绪论1.1 现代控制理论的产生与发展 1.2 现代控制理论的内容1.3 现代控制理论与经典控制理论的差异1.4 现代控制理论的应用！现代控制理论建立在状态空间法基础上的一种控制理论，是自动控制理论的一个主要组成部分。在现代控制理论中，对控制系统的分析和设计主要是通过对系统的状态变量的描述来进行的，基本的方法是时间域方法。现代控制理论比经典控制理论所能处理的控制问题要广泛得多，包括线性系统和非线性系统，定常系统和时变系统，单变量系统和多变量系统。它所采用的方法和算法也更适合于在数字计算机上进行。现代控制理论还为设计和构造具有指定的性能指标的最优控制系统提供了可能性。现代控制理论是在20世纪50年代中期迅速兴起的空间技术的推动下发展起来的。空间技术的发展迫切要求建立新的控制原理，以解决诸如把宇宙火箭和人造卫星用最少燃料或最短时间准确地发射到预定轨道一类的控制问题。这类控制问题十分复杂，采用经典控制理论难以解决。1958年，苏联科学家Л.С.庞特里亚金提出了名为极大值原理的综合控制系统的新方法。在这之前,美国学者R.贝尔曼于1954年创立了动态规划,并在1956年应用于控制过程。他们的研究成果解决了空间技术中出现的复杂控制问题，并开拓了控制理论中最优控制理论这一新的领域。1960～1961年，美国学者R.E.卡尔曼和R.S.布什建立了卡尔曼-布什滤波理论,因而有可能有效地考虑控制问题中所存在的随机噪声的影响，把控制理论的研究范围扩大，包括了更为复杂的控制问题。几乎在同一时期内，贝尔曼、卡尔曼等人把状态空间法系统地引入控制理论中。状态空间法对揭示和认识控制系统的许多重要特性具有关键的作用。其中能控性和能观测性尤为重要，成为控制理论两个最基本的概念。到60年代初，一套以状态空间法、极大值原理、动态规划、卡尔曼-布什滤波为基础的分析和设计控制系统的新的原理和方法已经确立，这标志着现代控制理论的形成。

2013/5/8
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自动控制理论教程(31-32): PID校正 6.5.1 PID控制器工作原理 6.5.2 Zieloger-Niclosis整定公式 6.6 控制器的极点配置方法

2010/4/17
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自动控制理论教程(26-27-28): 第六章自动控制系统的设计 6.1 控制系统设计的基本思路 6.2 串联校正装置的结构与特性 6.2.1 超前校正 6.2.2 滞后校正 6.2.3 滞后一超前校正 6.3 基于频率法的串联校正设计 6.3.1 超前校正 6.3.2 滞后校正 6.3.3滞后一超前校正 6.3.4 基于频率法的MATLAB串联校正设计 6.4 基于根轨迹的串联校正设计 6.4.1 超前校正 6.4.2 滞后校正 6.4.3 滞后.超前校正 6.4.4 基于根轨迹的串联校正MATLAB设计 6.5 PID校正 6.5.1 PID控制器工作原理 6.5.2 Zieloger-Niclosis整定公式 6.6 控制器的极点配置方法

2010/4/10
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自动控制理论教程(29-30): 基于根轨迹的串联校正设计 6.4.1 超前校正 6.4.2 滞后校正 6.4.3 滞后.超前校正 6.4.4 基于根轨迹的串联校正MATLAB设计 6.5 PID校正 6.5.1 PID控制器工作原理 6.5.2 Zieloger-Niclosis整定公式 6.6 控制器的极点配置方法

2010/4/6
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自动控制理论教程(23-24-25): 5.5 相对稳定性分析 5.5.1 用奈奎斯特图表示相位裕量和幅值裕量 5.5.2 用伯德图表示相位裕量和幅值裕量 5.5.3 对数幅频特性中频段与系统动态性能的关系 5.6 频域性能指标与时域性能指标间的关系 5.6.1 开环频率特性中相位裕量与时域性能指标的关系 5.6.2 闭环频率特性及其特征量 5.6.3 闭环频域特性与时域响应性能指标的关系小结习题

2010/4/3
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自动控制理论教程(20-21-22): 奈奎斯特稳定判据:根据闭环控制系统的开环频率响应判断闭环系统稳定性的准则，美国学者H.奈奎斯特1932年所提出。控制系统在断开反馈作用后所定出的频率响应称为开环频率响应。奈奎斯特稳定判据本质上是一种图解分析方法，且开环频率响应容易通过计算或实验途径定出，所以它在应用上非常方便和直观。奈奎斯特稳定判据只能用于线性定常系统。在经典控制理论中，奈奎斯特稳定判据主要用于分析单变量系统的稳定性。在此基础上形成的频率响应法是经典控制理论的主要分析和综合方法之一。70年代以来，奈奎斯特稳定判据已被推广应用于多变量系统（见多变量频域方法）。 5.4.1 辐角原理 5.4.2 奈奎斯特稳定判据 5.4.3 奈奎斯特稳定性判据的进一步说明 5.4.4 奈奎斯特稳定判据在对数坐标图上的应用

2010/3/29
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自动控制理论教程(17-18-19): 对数坐标图:1.自变量和应变量本身具有对数特性，或应变量取对数后和自变量的关系曲线更能表达两者的关系。　　 2.当自变量变化很小时，应变量变化很大。很难在一个坐标系上清晰显示曲线特性。此时用对数坐标表示更好表达两者的关系。此时y轴表达应变量的对数。如lg10,lg100,lg1000...其中10，100，1000就是应变量。 5.3.3 典型环爷的伯德图 5.3.2 开环系统的伯德图 5.3.3 最小相位系统与非最小相位系统 5.3.4 系统开环对数幅频特性与闭环稳态误差的关系

2010/3/26
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自动控制理论教程(15-16): 极坐标图:极坐标图将序列显示为一组位于 360 度圆上、按类别分组的点。值通过由自圆心测量的点的长度来表示。点离圆心的距离越远，其值越大。类别标签显示在图表的周边上。 5.2.1 典型环节的奈奎斯特曲线 5.2.2 开环系统的奈奎斯特图 5.3 对数坐标图 5.3.3 典型环爷的伯德图 5.3.2 开环系统的伯德图 5.3.3 最小相位系统与非最小相位系统 5.3.4 系统开环对数幅频特性与闭环稳态误差的关系

2010/3/25
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自动控制理论教程(13-14): 正反馈回路和非最小相位系统根轨迹 4.6.1 正反馈回路根轨迹 4.6.2 非最小相位系统之根轨迹.第五章频率响应法 5.1 频率特性 5.1.1 由传递函数求系统的频率响应 5.1.2 由实验方法求频率特性 5.1.3 频率特性的基本概念 5.2 极坐标图 5.2.1 典型环节的奈奎斯特曲线 5.2.2 开环系统的奈奎斯特图 5.3 对数坐标图 5.3.3 典型环爷的伯德图 5.3.2 开环系统的伯德图 5.3.3 最小相位系统与非最小相位系统 5.3.4 系统开环对数幅频特性与闭环稳态误差的关系 5.4 奈奎斯特稳定判据 5.4.1 辐角原理 5.4.2 奈奎斯特稳定判据 5.4.3 奈奎斯特稳定性判据的进一步说明 5.4.4 奈奎斯特稳定判据在对数坐标图上的应用 5.5 相对稳定性分析 5.5.1 用奈奎斯特图表示相位裕量和幅值裕量 5.5.2 用伯德图表示相位裕量和幅值裕量 5.5.3 对数幅频特性中频段与系统动态性能的关系 5.6 频域性能指标与时域性能指标间的关系 5.6.1 开环频率特性中相位裕量与时域性能指标的关系 5.6.2 闭环频率特性及其特征量 5.6.3 闭环频域特性与时域响应性能指标的关系

2010/3/23
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自动控制理论教程(11-12): 绘制根轨迹的一般规则.仅根据幅角条件用试探法绘制根轨迹是比较麻烦的，但是如果采用下面介绍的作图规则，就能较方便画出根轨迹．当然作图规则本身也是以幅角条件为基础建立起来的。下面介绍图4-3所示系统的根轨迹作图规则，并设K由0变化到∞。 ⒈. 根轨迹是连续的当由0连续变化到∞时, 则闭环特征根也一定是相应连续变化的.所以根轨迹也必然是连续变化的。 ⒉. 根轨迹对称于根平面的实轴闭环特征方程为实系数代数方程。故，当出现复根时必共轭成对出现。因此根轨迹一定是对称于实轴的。所以在画根轨迹时,可只先画出一半, 然后利用对称原理画出另一半。 ⒊. 根轨迹的起点、终点和条数。

2010/3/22
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