所有阅读材料均指以下这本书中相应内容:
Van de Vegte, John著 反馈控制系统。 第三版,Prentice Hall出版社,1994年。
| 第一部分:控制系统分析 |
| 1 |
课程简介
课程要求,学习目标,所需的数学知识,线性代数测验 |
1.1, 1.2, 1.3 |
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| 2 |
控制系统引论
控制系统的分类和举例(开环与闭环),扰动,参数变化,模型线性化和方框图 |
1.1, 1.2, 1.3 |
布置第一次作业 |
| 3 |
控制系统分析与设计
控制系统分析与设计,系统性能,反馈的目的,增益的概念,传递函数,方框图 |
1.2, 1.4, 1.7 (到第14页), 3.7(参考第二章和第三章),讲义 |
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| 4 |
扰动和灵敏度
反馈系统的性能,反馈的目的,系统对参数变化和模型不确定的灵敏度,灵敏度函数,扰动的影响 |
4.1, 4.2 |
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| 5 |
稳态误差
稳态误差,积分环节,方框图绘制及闭环系统稳态误差的求取 |
4.3, 讲义 |
交第一次作业
布置第二次作业 |
| 6 |
s平面,极点和零点
暂态性能;s平面,极点和零点;图解法求留数 |
1.7 (从开头到第14页), 1.8, 1.9 |
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| 7 |
暂态响应和稳定性
系统稳定性,极点位置与时间响应,一阶和二阶系统信号 |
4.4 |
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| 8 |
主导模态
主导模态的概念,附加极点,高阶系统,留数幅值与时间常数的概念 |
1.8, 4.4, 讲义 |
交第二次作业
布置第三次作业 |
| 9 |
暂态响应及其性能
暂态响应性能指标,系统零点的来源,反馈极点和闭环零点 |
5.1, 5.2 |
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| 10 |
零点的作用
在不同的极点情况下添加零点的作用 |
5.3 |
交第三次作业
布置第一次实验 |
| 第二部分:状态空间方法 |
| 11 |
状态空间
系统状态的概念,状态向量的定义和线性定常系统的状态空间描述 |
11.1, 11.2 |
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| 12 |
状态空间建模
由n阶微分方程导出状态空间模型, 由传递函数导出状态空间模型,示例 |
11.3 |
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| 13 |
进一步讲述状态空间建模和传递函数矩阵
由具有零点的传递函数导出状态空间模型, 向量/矩阵微分方程的拉氏变换 |
11.4 |
交第一次实验的实验报告
布置第四次作业 |
| 14 |
Quanser的模型和状态转移矩阵
Quanser的状态空间模型, 状态微分方程的齐次解和状态转移矩阵 |
11.5 |
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| 15 |
状态空间微分方程的解
状态空间微分方程的通解,恒输入情况下Quanser举例 |
讲义 |
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| 16 |
可控性
可控系统与不可控系统的举例,可控性的定义和单输入系统可控的条件 |
11.7 |
交第四次作业 |
| 17 |
第一次测验
第1-15讲 |
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| 18 |
可控性(续)
多输入系统的可控性 |
讲义 |
布置第五次作业 |
| 19 |
基于状态空间模型的系统设计
状态反馈极点配置问题,设计传感器反馈系统 |
12.1, 12.2 |
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| 第三部分:时域系统设计 |
| 20 |
比例控制器
比例控制器对一阶、二阶、三阶系统的作用,控制器优化设计举例 |
讲义 |
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| 21 |
控制系统的时域设计方法
时域系统分析的一般方法: 根轨迹法,角条件和模条件简介 |
6.1, 6.2 |
交第五次作业
布置第六次作业 |
| 22 |
根轨迹绘制规则
根轨迹绘制规则 |
6.3 |
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| 23 |
根轨迹法举例
根轨迹法举例 |
6.4 |
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| 24 |
基于根轨迹法的系统设计
根轨迹法和系统设计,零极相消,带速度反馈的电机位置伺服系统,基于根轨迹法的超前校正装置设计 |
6.5, 6.6 |
交第六次作业
布置第七次作业 |
| 25 |
校正装置设计
基于根轨迹法的滞后校正装置设计,基于根轨迹法的PID控制简介 |
6.7, 6.8 |
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| 第四部分:频域系统设计 |
| 26 |
频率响应分析
系统对正弦输入信号的稳态响应,二阶系统举例 |
7.1, 7.2 |
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| 27 |
极坐标图
一阶和二阶系统的极坐标图及其它例子 |
讲义 |
交第七次作业
布置第二次实验 |
| 28 |
映射定理和奈奎斯特稳定判据
奈奎斯特稳定判据的推导 |
7.3 |
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| 29 |
奈奎斯特图举例
举例 |
7.4 |
交第二次实验的实验报告 |
| 30 |
更多的奈奎斯特图举例 |
讲义 |
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| 31 |
第二次测验
第16-27讲 |
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布置第八次作业 |
| 32 |
增益裕量和相角裕量
增益裕量和相角裕量定义及举例 |
7.6 |
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| 33 |
幅相平面和Nichols图
Nichols图的作用及举例 |
8.5 |
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| 34 |
开环、闭环行为及二阶系统范例
基于二阶系统范例的频率响应指标 |
8.3 |
交第八次作业
布置第九次作业 |
| 35 |
波特图 |
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| 36 |
一阶和二阶系统的波特图 |
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| 37 |
校正和基于波特图的设计 |
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交第九次作业 |
| 38 |
基于波特图的设计(续) |
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| 39 |
习题课 |
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