根据控制理论的发展过程,自动控制原理可划分为经典控制理论和现代控制理论。这两部分其教学目标均是从理论上设计满足工程要求的控制系统,但其数学模型和分析方法不同,因此其适用的系统和设计方法也有所区别。 现代控制理论以状态空间表达式作为描述系统运动的数学模型,应用时间域分析方法(状态空间分析法)分析、设计控制系统。课程主要内容包括:系统运动的状态空间表达式;系统的运动即状态空间表达式的解;系统的能控性、能观性和稳定性分析;线性连续时不变系统的综合与设计。 为了建立联系理论与实际应用的桥梁,课程增加了基于MATLAB的系统仿真设计,包括:系统的建模和模型转换,系统的稳定性、能控性和能观性分析,系统综合与设计。最后,以倒立摆控制系统设计为例,从机理分析建模、模型的线性化、到系统分析以及基于状态观测器的状态反馈系统设计及仿真,循序渐进,使同学们熟悉和掌握工程设计软件的应用,进一步验证控制理论的原理以及系统的综合设计方法。