文稿分析ch1绪论.pptx

现代控制理论自动化学院 ——苏丽第1章 绪 论一、控制理论的产生及其发展过程1. 经典（古典）控制理论 形成于20世纪30-50年代 是建立在频率法和根轨迹法基础上的理论 1243研究对象：单变量线性定常系统（主要）研究方法：频率法分析手段：复变函数理论和拉氏变换实现工具：各种图表，如Bode图、根轨迹、Nyquist曲线等第1章 绪 论 经典控制理论具有下述特点 ： 第1章 绪 论 经典控制理论时期主要代表人物和标志性成果 H. Nyquist于1932年提出了奈奎斯特判据H.W.Bode于1945年提出了Bode图法W.R.Evans于1948提出了图解分析法和根轨迹法Pontryagin于1961年提出了极大值原理R. Bellman于1956年提出了寻求最优控制的动态规划R. E. Kalman于1960年系统地把状态空间法引入到系统与控制理论中来，并提出了Kalman滤波等概念第1章 绪 论2. 现代控制理论 起源于20世纪60年代，其形成的标志如下：分析手段研究方法实现工具研究对象多变量线性系统和非线性系统时域法，特别是状态空间方法现代数学计算机第1章 绪 论 现代控制理论特点目前20世纪80~90年代鲁棒控制、H∞控制等20世纪60~70年代状态空间法、最优控制等20世纪50年代第1章 绪 论目前已形成了多个重要分支，包括系统辨识、自适应控制、综合自动化、非线性系统理论、模式识别与人工智能、智能控制等现代控制理论经典控制理论第1章 绪 论二、现代控制理论的主要内容 线性系统理论现代控制理论的5个主要分支 系统辨识 最优滤波理论 最优控制 自适应控制第1章 绪 论三、线性系统理论概述1 . 线性系统理论的研究对象 研究对象：线性系统（主要指线性定常系统和线性时变系统）线性系统的基本特征是满足叠加原理。频率域模型时间域模型第1章 绪 论2 . 线性系统理论的主要任务 （1）系统数学模型的建立 时间域模型：微分方程组或差分方程组同时适用于线性定常和线 性时变系统状态空间法和复频域方法 频率域模型：传递函数和频率响应只适用于线性定常系统第1章 绪 论（2）系统分析线性系统分析包含定量分析和定性分析。线性系统定量分析着重于建立和求解系统的状态方程组，分析系统的响应和性能线性系统定性分析着重于对系统基本结构特性的研究，即对系统的能控性、能观测性和稳定性等的分析 第1章 绪 论（3）系统综合 当一个系统不能满足希望的性能时，就需要对系统进行干预、调节或控制来改变原有系统，使改变后的系统满足性能要求。这样一个完整的过程称为控制系统综合或控制系统设计。可以不讲！或结合研究生学习前景和我系科研，讲授动态展望。