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线性系统理论PPT.ppt
线性系统理论
选用教材： 郑大钟 线性系统理论 清华大学出版社
课程的目的与地位
本课程是自动化学院硕士研究生的公共学位课，
属于控制学科的专业基础课。
• 通过本课程学习，要求学生掌握线性系统的
一般概念和分析研究线性系统的一般方法。为进
一步学习其它控制理论奠定坚实的基础。
• 本课程理论性强，用到较多的数学工具，因
此本课程对培养学生的抽象思维、逻辑思维，提
高学生运用数学知识来处理控制问题的能力起到
重要的作用。
参考书
矩阵方面：
• 1. (日)须田信英等 曹长修译 ：
• 自动控制中的矩阵理论 科学出版社 1979
• 2. 韩京清、许可康 、何关钰：
• 线性系统理论的代数基础 辽宁科技出版
社 1987
• 3. 黄琳 ：系统与控制理论中的线性代数 科
学出版社 1984
• 系统理论方面：
• 1. T.KAILATH Linear Systen
1985年有中译本(80)
• 2. C.T.CHEN (王纪文、毛剑琴等译) ：线
性系统理论与设计 1988年有中译本(84)
• 3. 郑大钟： 线性系统理论 清华大学出版社
• 其余见书末文献。
历史回顾：
五十年代卡尔曼用系统的状态空间模型(A B C)
研究系统及提出可控性、可观测性等概念以来，许多
学者在这一领域开展了工作，在极点配置、等价系统、
解耦、实现等方面先后取得进展。
1968年左右，发现这一领域的工作没有协调起来，
很零散，一些重要的问题被忽视，要求对线性系统各
方面工作进行统一处理，形成学科，大学相继开设了
线性系统理论课程。这以后线性系统理论获得了不断
发展，成为系统科学的基础。它的方法、概念体系己
为许多学科领域所运用。
是控制理论、网络理论、通讯理论以及一般系统理
论的基础。
我国各院校大多在1979年为硕士生开设此课程。
线性系统的时间域理论
线性系统的复频率域理论
第一章 绪 论
第二章 线性系统的状态空间描述
第三章 线性系统的运动分析
第四章 线性系统的能控性和能观测性
第五章 线性系统的稳定性
第六章 线性反馈系统的时间域综合
第一章 绪论
1.1系统控制理论的研究对象
系统是系统控制理论的研究对象
系统:是由相互关联和相互制约的若干“部分”所组成的具有特定功能的一个“整体”
系统具有如下3个基本特征:
(1)整体性
.
a
结构上的整体性
.
b
系统行为和功能由整体
所决定
(2)抽象性
作为系统控制理论的研
究对象,系统常常抽去
了具体系统的物理,自
然和社会含义,而把它
抽象为一个一般意义下
的系统而加以研究.
(3)相对性
在系统的定义
中, 所谓“系统”
和“部分”这
种称谓具有相
对属性
线性系统理论研究对象是 (线性的)模型系统，不是物理系统。
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动态系统: 所谓动态系统,就是运动状态按确定规律或确定统计规律随时间演化的
一类系统——动力学系统
系统变量可区分为三类形式
.
a
输入变量组
.
b
内部状态变量组
.
c
输出变量组
u
y
x
系统动态过程的数学描述
动态系统的分类
"
"
白箱描述
"
"
黑箱描述
(
)
内部描述
状态方程和输出方程
(
,
外部描述
输入
)
输出变量组的关系
从机制的角度
连续变量动态系统
离散事件动态系统
CVDS
DEDS
从作用时间
连续时间系统
类型的角度
离散时间系统
从特性的角度
线性系统
非线性系统
:
集中参数系统
属有穷维系统
:
属于无穷维系统
分布参数系统
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