2019年西南石油大學(xué)電氣信息學(xué)院碩士研究生考試大綱-非線性控制理論

1、《非線性控制理論》課程教學(xué)大綱一、課程基本信息一、課程基本信息中文名稱：非線性控制理論英文名稱：NonlinearControlThey開課學(xué)院：電氣信息學(xué)院課程編碼：S0811301學(xué)分：2總學(xué)時(shí)：36適用專業(yè)：控制科學(xué)與工程學(xué)術(shù)碩士學(xué)位研究生、控制工程專業(yè)學(xué)位研究生修讀基礎(chǔ):現(xiàn)代控制理論、線性控制理論主講教師：二、課程目的任務(wù)二、課程目的任務(wù)1.課程地位作用由于復(fù)雜的工業(yè)過程控制系統(tǒng)大都是非線性的，因此，非線性控制理論越來越得到廣泛

2、重視和應(yīng)用，成為控制理論界非?；钴S的一個(gè)研究領(lǐng)域。本課程較全面地介紹了非線性控制理論中的基本內(nèi)容，主要內(nèi)容包括：非線性控制系統(tǒng)概述，相平面分析，描述函數(shù)法及其應(yīng)用，李雅普諾夫方法穩(wěn)定性理論及其應(yīng)用，滑模變結(jié)構(gòu)控制方法以及微分幾何控制方法。本課程從系統(tǒng)特性分析和綜合設(shè)計(jì)兩個(gè)方面介紹了非線性控制的一般問題，探討了其分析方法及進(jìn)行設(shè)計(jì)的工程途徑，通過本課程的學(xué)習(xí)，重點(diǎn)要求學(xué)生掌握非線性控制的基本原理和基本方法，以及在實(shí)際工業(yè)過程中運(yùn)用非線性控

3、制理論分析和解決問題的技巧，提高運(yùn)用非線性控制方法解決實(shí)際工業(yè)過程控制問題的能力。2.課程主要內(nèi)容第一章：非線性控制理論概述（4學(xué)時(shí)）目的與要求：通過本章的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握非線性系統(tǒng)的基本概念、數(shù)學(xué)描述、非線性控制系統(tǒng)的復(fù)雜性能以及常見的非線性系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析方法。主要內(nèi)容：1.1非線性系統(tǒng)控制概述1.2非線性控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述1.3非線性系統(tǒng)特性1.4常見的非線性系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)方法重點(diǎn)：非線性控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述、非線性系統(tǒng)特性。難點(diǎn)：

4、非線性系統(tǒng)特性。第二章：相平面分析（4學(xué)時(shí)）目的與要求：相平面法分析是一種研究二階非線性系統(tǒng)的圖解方法。通過本章的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握相平面的相關(guān)概念，繪制相平面圖的方法，掌握借助于相平面分析提供的簡(jiǎn)單圖形工具來研究二階系統(tǒng)的方法。主要內(nèi)容：2.1相平面的基本概念2.2相軌跡的繪制方法2.3非線性系統(tǒng)的相平面分析重點(diǎn)：相軌跡的繪制方法、非線性系統(tǒng)的相平面分析。難點(diǎn)：伴隨型非線性系統(tǒng)的滑模變結(jié)構(gòu)控制、仿射非線性系統(tǒng)的滑模變結(jié)構(gòu)控制、幾種新型

5、的滑模變結(jié)構(gòu)控制器設(shè)計(jì)方法。第六章：非線性系統(tǒng)微分幾何理論（7學(xué)時(shí)）目的與要求：本章從微分幾何的角度討論非線性控制系統(tǒng)的一些類似于線性系統(tǒng)的基本特征，通過本章的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生熟練掌握非線性系統(tǒng)的局部可控性和可觀測(cè)性以及系統(tǒng)的局部可控和可觀測(cè)分解形式，從而能對(duì)非線性系統(tǒng)的基本性質(zhì)有較為深刻的理解。理解非線性系統(tǒng)的局部反饋特性和局部精確線性化和部分線性化問題，以及反饋控制幾何理論的應(yīng)用。主要內(nèi)容：6.1微分幾何基本知識(shí)6.2非線性控制系統(tǒng)的

6、局部性質(zhì)6.3反饋控制系統(tǒng)的基本理論6.4反饋控制系統(tǒng)的幾何特性6.5反饋控制幾何理論的應(yīng)用6.6非線性控制系統(tǒng)的全局正則型結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用重點(diǎn)：非線性控制系統(tǒng)的局部性質(zhì)、反饋控制系統(tǒng)的幾何特性、反饋控制幾何理論的應(yīng)用。難點(diǎn)：非線性控制系統(tǒng)的局部性質(zhì)、非線性控制系統(tǒng)的全局正則型結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用。3.學(xué)生應(yīng)達(dá)到的基本要求本課程是控制科學(xué)與工程以及控制工程研究生課程的專業(yè)核心課，要求學(xué)生在理解非線性控制系統(tǒng)的研究對(duì)象、一般問題及處理方法等基本內(nèi)容的

7、基礎(chǔ)上，掌握相平面分析方法以及如何應(yīng)用描述函數(shù)法設(shè)計(jì)非線性控制器；通過對(duì)李雅普諾夫穩(wěn)定性基本定理和構(gòu)造李雅普諾夫函數(shù)方法的學(xué)習(xí)，重點(diǎn)掌握基于李雅普諾夫方法的非線性控制及其在實(shí)際系統(tǒng)中的具體應(yīng)用；理解非線性系統(tǒng)的滑模變結(jié)構(gòu)控制的基本原理和設(shè)計(jì)方法，以及非線性微分幾何理論。通過對(duì)本課程的學(xué)習(xí)，能對(duì)非線性控制系統(tǒng)有較深入的認(rèn)識(shí)，為研究非線性控制系統(tǒng)或處理非線性控制問題打下較堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。三、教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)分配三、教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)分配第一章：非