MATLAB在控制系统分析中的应用——国家级精品课程

"该课程是关于控制系统计算机辅助设计的，主要使用MATLAB语言进行讲解，是国家级精品课程的一部分，特别是第四章，聚焦于线性控制系统的计算机辅助分析。由薛定宇著的《控制系统计算机辅助设计---MATLAB语言与应用》第二版作为教材，课程由东北大学信息学院提供，CAI课件由张望舒（哈尔滨工程大学）和薛定宇（东北大学）共同开发。课程旨在利用计算机技术更新系统分析观念，解决传统方法难以处理的问题，如离散系统的稳定性分析、高阶系统的根轨迹绘制和多变量系统的频域分析等。课程内容包括线性系统定性分析、时域响应解析解法、数字仿真、根轨迹分析和频域分析。具体知识点涵盖线性系统的稳定性、内部稳定性、相似变换、可控性、可观测性、Kalman分解以及系统状态方程的标准型等。" 本课程深入探讨了使用MATLAB进行线性控制系统的计算机辅助设计，强调了计算机在系统分析中的重要作用。在第四章中，主要知识点有： 1. **线性系统定性分析**：这部分内容涉及线性系统的稳定性分析，包括系统稳定性的基本概念、稳定性判据以及如何通过MATLAB进行稳定性分析。 2. **线性反馈系统内部稳定性分析**：讲解了如何分析线性反馈系统内部的稳定性，以及如何利用MATLAB工具来判断反馈是否有助于系统的稳定。 3. **线性系统的相似变换**：介绍了如何通过相似变换将线性系统转换为不同形式，以便于分析和设计。 4. **线性系统可控性与可观测性分析**：讨论了系统可控性和可观测性的重要性，以及如何利用MATLAB进行这两方面的评估，以确定系统能否被有效地控制和监测。 5. **Kalman分解**：解释了Kalman分解在系统理论中的应用，它是状态估计和滤波问题的关键。 6. **系统状态方程的标准型**：讲述了如何将系统状态方程转化为标准型，以便于进行系统分析和设计。 7. **系统的范数测度及求解**：探讨了如何利用系统的范数来衡量系统的性能，并在MATLAB中求解相关问题。 通过这些内容的学习，学生能够掌握使用MATLAB进行线性控制系统分析的基本技能，解决实际工程中的复杂问题，如离散系统的稳定性评估、高阶系统的动态行为分析以及多变量系统的频域特性研究等。