西华大学电气与电子信息学院
▪ 系统辨识（系统辨识，参数估计） 未知系统的建模，在仅知道y和u，根据输入输出关系建立 系统模型。 包括两部分：模型结构及模型参数的确立。 系统辨识：包括模型结构及参数的辨识； 参数估计：模型结构已定，估计其参数；以下三阶系统： a3 y(3) a2 y(2) a1 y' a0 y b0u
问题称为极点配置问题。
3）使一个MIMO系统实现一个输入只控制一个输出作为
性能指标，相应的综合问题称为解耦问题。
4）将系统的输出y(t)无静差地跟踪一个外部信号 u(t) 的能
力，作为性能指标，相应的综合问题称为跟踪问题。
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3 控制系统仿真 系统
建立数 学模型
仿真 实验
结果分析
模型
计算机
建立仿真模型
MATLAB工程软件简介
在控制类学科中， MATLAB/Simulink是首选的计算机 工具。 MATLAB软件中有大量的MATLAB配套工具箱 功能强大的控制系统仿真环境SIMULINK，它用形象的图 形环境为控制系统的分析设计提供了很好的试验工具。
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F135-PW-100
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蒸气发电机的谐调控制系统模型
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0.1.2 现代控制理论和经典控制理 论的区别
经典控制理论
单输入单输出(SISO) 黑箱问题，不完全描述 近似分析、设计，采用拼凑法 无法考虑系统的初始条件（传递函数的定义） 传递函数、微分方程 时域法、根轨迹法、频域法
现代控制理论
宋潇潇 西华大学电气与电子信息学院
现代控制理论
地位和重要性 所需基础知识 知识构架 笔记和课件 出勤和考试
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现代控制理论
第0章 绪 论
宋潇潇 西华大学电气信息学院
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目录
0.1 现代控制理论概述 0.2 本书的主要内容
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3）古典控制：附加微分、积分等环节校正系统，通过根轨迹 法等对系统极点进行配置。
现代控制：状态反馈对系统极点进行任意配置。通过将极
点置于特定的位置，使系统品质达到满意的程度。
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B 系统综合问题分类：
1）以渐近稳定作为性能指标，相应的综合问题称为镇定问
题；
2）以一组期望的闭环系统极点作为性能指标，相应的综合
▪ 线性系统理论： 以下学科基础，本门课程主要讲述基础知识。 状态空间分析方法；能控（观）性及结构分解；状态 （输出）反馈和观测器设计；李亚普诺夫稳定性问题； 传函实现问题；离散时间系统分析。
▪ 最优控制： 在给定的限制条件和性能指标下，寻找使系统性能指标 最优（最大或最小等）的控制规律。 快速控制问题；参数最优问题；最优调节器问题；最佳 跟踪问题。（线性二次型性能指标的最优控制问题）
R(s)
C(s)
G(s)
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现代控制理论
对输入多输出(MIMO)
白箱问题，完全描述
准确分析问题，可实现最优控制
考虑系统的初始条件
状态变量，内部变量
一阶微分方程、线性代数
状态空间法、传递函数阵
外部变量
外部变量
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0.1.3 现代控制理论的研究内容 和分支
析等； 定性行为：能控性、能观性、稳定性
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2、系统的综合与设计：
已知系统结构和参数(被控系统数学模型)的基础上，寻求控制
规律，以使系统具有某种期望的性能指标，即系统品质。
A 系统品质问题：
1）系统品质不能令人满意，需要对系统参数进行调整。
2）系统品质在很大程度上取决于系统极点的配置。
▪ 自适应控制： 主要针对系统数学模型不确定性等问题，寻找最优控制。 自校正控制。 特点：调节器参数由外环调整。
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0.2 本书的主要内容
1、系统的描述与分析：
1）系统的描述：解决系统的建模、各种数学模型 (时域、频域、内部、外部描述)之间的相互转换。 2）系统的分析：研究系统的以下特性： 定量变化规律：如状态方程的解，即系统的运动分
0.1 现代控制理论概述
0.1.1 控制理论发展历史
分为经典控制和现代控制两种
1. 经典控制理论的产生和发展 2. 现代控制学电气信息学院
神舟五号载人飞船
神舟七号载人飞船
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F119-PW-100