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《现代控制理论》_西北工业大学周军主讲
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。  
第十章:最优线性预测与滤波的基本方法(5)
上传时间:2013/10/22 9:27:00 总播放:2290   评论:0 视频详情>>

视频介绍:

最优线性预测与滤波的基本方程 12.1 维纳滤波 12.2 卡尔曼滤波问题的提法 12.3 离散系统卡尔曼最优预测基本方程的推导 12.4 离散系统卡尔曼最优滤波基本方程的推导 12.5 连续系统卡尔曼滤波基本方程的推导 12.6 系统噪声与观测噪声相关的卡尔曼滤波 12.7 具有输入信号的卡尔曼滤波 12.8 有色噪声情况下的卡尔曼滤波 12.9 滤波的稳定性概念和滤波的发散问题 12.10 卡尔曼滤波应用实例 在四十年代初,维纳提出最优线性滤波,称为维纳滤波。这是在信号和干扰都表示为有理谱密度的情况下,找出最优滤波器,使得实际输出与希望输出之间的均方误差最小。维纳滤波问题的关键是导出维纳-霍夫方程,解这一积分方程可得最优滤波器的脉冲过渡函数,从脉冲过渡函数可得滤波器的传递函数。通常,解维纳-霍夫积分方程是很困难的,即使对少数情况能得到解析解,但在工程上往往难以实现。特别对于非平稳过程,维纳滤波问题变得更为复杂。 在1960年左右,卡尔曼提出了在数学结构上比较简单的最优线性滤波方法,实质上这是一种数据处理方法。维纳滤波属于整段滤波,即把整个一段时间内所获得的测量数据存储起来,然后同时处理全部数据,估计出系统状态。卡尔曼滤波是递推滤波,由递推方程随时间给出新的状态估计。因此对计算机来说,卡尔曼滤波的计算量和存储量大为减少,从而比较容易满足实时计算的要求。因而卡尔曼滤波在工程实践中迅速得到广泛应用。

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