线性系统理论课程概要-郑大钟版

"线性系统理论课件-郑大钟第二版是哈尔滨工程大学的一门硕士学位课程，由郑大钟编著的教材在清华大学出版社出版。课程旨在教授学生如何分析和设计线性多变量系统，同时介绍控制理论领域的最新进展。课程内容主要包括状态空间法和频域理论两大板块。在状态空间法中，涉及多输入多输出系统描述、能控性、能观性、系统实现、极点配置、解耦以及观测器的设计。而在频域理论部分，涵盖了矩阵分式描述和多变量系统的频域设计方法。此外，课程推荐了多本参考书籍，如于长官的《现代控制理论》、曹永岩等的《现代控制理论的工程应用》等，用于深入学习。课程总计42学时，2.5学分。" 线性系统理论是一门深入探讨线性动态系统的分析和设计的学科。它在自动化、航空航天、电子工程等多个领域有着广泛的应用。郑大钟的第二版教材通过系统地讲解状态空间法和频域理论，帮助学生理解并掌握线性系统的本质。 状态空间法是线性系统分析的核心工具，它通过建立系统的状态方程来描述系统的动态行为。多输入多输出系统描述在此基础上，考虑了系统中多个输入和多个输出之间的相互作用。能控性和能观性是判断系统性能和设计控制器的重要指标，能控性意味着系统状态可以从任意初始状态转移到任意目标状态，而能观性则关乎能否通过系统的输出信息完全了解系统状态。状态空间实现通常涉及到传递函数矩阵，它是将系统在复频域的表示转化为时域表示的一种方式。极点配置是通过改变系统特征多项式的根来调整系统动态性能的技术，可以用来改善系统的稳定性或响应速度。解耦技术则是为了简化多变量系统的控制问题，将一个多输入多输出系统转化为一组独立的单输入单输出子系统。观测器设计则是为了估计系统未测量的状态变量，这对于实时控制和故障诊断至关重要。 另一方面，频域理论提供了另一种分析线性系统的方法。矩阵分式描述在频域内给出了系统动态的解析表达，对于频率响应分析和设计有重要意义。多变量系统的频域设计则关注如何在频域内优化系统的性能，例如通过增益调度、频率选择性滤波等方式改善系统的稳定性和鲁棒性。 这门课程不仅包含了理论知识的传授，还强调了对控制理论最新研究成果的了解，使得学生能够跟进行业发展，具备解决实际工程问题的能力。推荐的参考书籍覆盖了不同角度和深度的线性系统理论，为学生提供了丰富的学习资源，有助于他们深入理解和应用所学知识。