文档介绍：现代控制理论
0　绪论
１　控制系统的状态空间表达式
２　状态空间表达式的解
３　线性控制系统的能控性和能观性
４　稳定性分析
５　线性定常系统的时域综合
控制：通俗地说，控制就是使被控对象按照我们预定的方式工作
制
开环和闭环控制系统的特点
开环系统：结构简单，稳定性好，容易设计和调整以及成本较低的优点，对那些负载恒定，扰动小，控制精度要求不高的实际系统，是有效的控制方式。
闭环系统：由于增加了检测装置和反馈环节，结构较复杂，成本有所增加；但它提高了系统的控制精度和抗干扰能力；同时，负反馈会对系统稳定性产生不利影响。
导论----反馈控制系统的分类
按参考输入形式分为：
恒值系统：指参考输入量保持常值的系统。其任务是消除或减少扰动信号对系统输出的影响，使被控量（即系统的输出量）保持在给定或希望的数值上。
随动系统：指参考输入量随时间任意变化的系统。其任务是要求输出量以一定的精度和速度跟踪参考输入量，跟踪的速度和精度是随动系统的两项主要性能指标。
导论----反馈控制系统的分类
按照系统的元件特性分为:
线性系统：构成系统的所有元件都是线性元件的系统。其动态性能可用线性微分方程描述，系统满足齐次性和叠加原理。
非线性系统：构成系统的元件中含有非线性元件的系统, 只能用非线性微分方程描述，不满足叠加原理。
可以进行线性化处理的系统或元件特性又称为非本质非线性特性。反之，称之为本质非线性，它只能用非线性理论分析研究。
导论----反馈控制系统的分类
按照系统内信号的形式分为
连续系统: 系统内各处的信号都是以连续的模拟量传递的系统。
离散系统: 系统内某处或数处信号是以脉冲序列或数码形式传递的系统。其脉冲序列可由脉冲信号发生器或振荡器产生，也可用采样开关将连续信号变成脉冲序列，这类控制系统又称为采样控制系统或脉冲控制系统。而用数字计算机或数字控制器控制的系统又称为数字控制系统或计算机控制系统。
导论----控制系统性能的基本要求
稳定性
系统在受到扰动作用后,自动返回原来的平衡状态的能力。如果系统受到扰动作用（系统内或系统外）后，能自动返回到原来的平衡状态，则该系统是稳定的。稳定系统的数学特征是其输出量具有非发散性；反之，系统是不稳定系统。
稳定性是保证系统能正常工作的必要条件，衡量指标有稳定裕度等。
稳定性示意图
快速性：要求自动控制系统的过渡过程尽量短暂，输出尽快平稳地跟踪上输入的变化。
通常在时域中给出瞬态响应指标来衡量快速性。常用单位阶跃信号作用下，系统输出的超调量，上升时间，峰值时间，过渡过程时间（或调整时间）和振荡次数N等指标表示。
导论-----控制系统性能的基本要求
准确性：当过渡过程结束后，要求输出量最终应准确地达到希望值，否则将产生稳态误差。
准确性指标有稳态误差和稳态误差系数，指稳定系统在完成过渡过程后的稳态输出偏离希望值的程度。
导论----控制系统性能的基本要求
稳定系统的典型单位阶跃响应曲线
课程及教学安排简介----目标
知道控制的概念，易！
　　实施恰当的控制，难！
复杂对象的控制，非不欲也，乃无能也！
因此，本课程采用有限目标、解剖麻雀的策略。
收缩对象→经典控制！
课程目标：
　　以简单的线性时不变系统为对象，学****控制系统的分析、设计与实现，切身体会实施控制的全过程，牢固建立反馈控制的理念，培养实施控制的能力。
课程及教学安排----目标
经典控制理论的基本特点
（1）主要用于线性定常系统的研究，即用于常系数线性微分方程描述的系统的分析与综合；
（2）只用于单输入，单输出的反馈控制系统；
（3）主要讨论系统输入与输出之间的关系，而忽视系统的内部状态，是一种对系统的外部描述方法。
应该指出的是，反馈控制是一种最基本最重要的控制方式。从某种意义上讲，经典控制理论是伴随着反馈控制技术的产生和发展而逐渐完善和成熟起来的。
课程及教学安排----目标
实施控制的全过程：
　　　　设计差异，反复改进．
描述对象
分析对象
设计控制
修改设计

系统测评
课程及教学安排----后续课程展望
复杂对象的控制，非不欲也，乃无能也！
　　仅在工程控制领域，今后还有：
　　数字控制－－手段更新
　　自适应控制－－时变对象
　　非线性控制－－非线性对象
　　智能控制－－