课程 名称 | 中文 | 控制系统动力学（全英文） | |||||||||||
英文 | Dynamics of Controlled Systems | ||||||||||||
课程编号 | S016170 | 课程适用学位级别 | 博士 | 硕士 | √ | ||||||||
总学时 | 54 | 课内学时 | 54 | 学分 | 3 | 实践环节 | 用机小时 | ||||||
课程类别 | □公共基础□专业基础□专业必修√专业选修 | ||||||||||||
开课院(系) | 开课学期 | ||||||||||||
考核方式 | A.□笔试（□开卷□闭卷） B. □口试 C.□笔试与口试结合 D.□其他报告 | ||||||||||||
课程负责人 | 教师 姓名 | 房淑华 | 职称 | 副教授 | |||||||||
shfang@seu.edu.cn | 网页地址 | ||||||||||||
授课语言 | 英语 | 课件地址 | |||||||||||
适用学科范围 | 电气工程 | 所属一级学科名称 | 电气工程 | ||||||||||
实验(案例)个数 | 先修课程 | ||||||||||||
教学用书 | 教材名称 | 教材编者 | 出版社 | 出版年月 | 版次 | ||||||||
主要教材 | 《控制系统动力学》讲义 | ||||||||||||
主要参考书 | |||||||||||||
一、课程介绍（含教学目标、教学要求等）（300字以内）
本课程作为电气工程硕士研究生选修课之一，旨在使学生了解电气工程的前沿技术，熟悉和掌握电机电器控制系统的建模和动力学分析基本理论和技术。
教学的基本要求是：（1）正确认识课程的性质、任务及其研究对象，全面了解课程的体系、结构，对电机电器控制系统有一个整体的认识；（2）掌握学科的基本概念、基本原理和基本方法，包括电机电器控制系统的最新发展；（3）立足本课应用性的特点，紧密联系实际，学会电机电器控制系统的设计，切实提高分析问题、解决问题的能力。
二、教学大纲（含章节目录）：（可附页）
《控制系统动力学》课程教学大纲
课程代码:
课程名称：控制系统动力学
英文名称：Dynamics of Controlled Systems
课程类型: 专业选修课
总 学 时：54学时讲课学时：54学时实验学时：0学时
学 时：54学时
学 分：3
适用对象: 电气工程硕士研究生
先修课程：
一、课程性质、目的和任务
《控制系统动力学》作为电气工程硕士研究生选修课之一，旨在使学生了解电机电器控制的前沿技术，掌握控制系统动力学分析的理论和技术。
二、教学基本要求
学生学完本课程后，应达到如下要求：
1.正确认识课程的性质、任务及其研究对象，全面了解课程的体系、结构，对电机电器控制系统有一个整体的认识。
2.掌握学科的基本概念、基本原理和基本方法，包括电机电器控制系统的最新发展。
3.立足本课应用性的特点，紧密联系实际，学会控制系统的设计，切实提高分析问题、解决问题的能力。
三、教学内容及要求
教学内容包括二十九节，如下：
1.控制设计目标：干扰抑制与命令响应
2.物理系统状态变量建模：图形与解析模式
3.线性与非线性物理状态反馈建模
4.线性与非线性控制输入交叉耦合
5.适当状态选择与交叉耦合控制输入解耦
6.采用有限精度/带宽传感器干扰输入解耦
7.非线性解耦状态反馈与零点虚参考
8.级联低能状态控制系统
9.状态反馈到经典策略的比较
10.基于干扰响应（刚性）的反馈增益选择
11.通过物理系统的状态反馈拓扑的控制设计
12.物理系统中常用的状态反馈拓扑
13.采用近似等能量级联状态的控制系统
14.采用相对状态控制的谐振负载控制
15.通过电子线轴的同步运动控制
16.视为误差驱动跟踪设计的命令状态向量输入
17.基于动/静态特性的USFB项状态反馈分区
18.状态命令前馈或UCFF与UCFF对模型/参数的灵敏度
19.由UCFFD与 USFBD获得的连续问题和特性
20.视为替代传感器的开环与闭环观测器
21.采用观测器的零延迟状态与干扰观测估计
22.增强观测器与集成状态，估计精确FRF
23.Gopinath与增强的Luenberger观测器设计
24.Gopinath 观测器隐函参考与参数灵敏度
25.线性与非线性观测器拓扑
26.观测器设计问题与替代方案
27.UCFF 模型参考自适应控制
28.命令前馈跟踪精度MARC设计
29.统一的控制系统设计方法
要求：能独立地对电机电器控制系统进行设计、分析，并能针对设计中产生的问题，提出解决方案。
四、教学方法与手段
理论教学。
五、各教学环节学时分配
教学时数
教学内容 | 讲课 |
控制设计目标：干扰抑制与命令响应 | 2 |
物理系统状态变量建模：图形与解析模式 | 2 |
线性与非线性物理状态反馈建模 | 2 |
线性与非线性控制输入交叉耦合 | 2 |
适当状态选择与交叉耦合控制输入解耦 | 2 |
采用有限精度/带宽传感器干扰输入解耦 | 2 |
非线性解耦状态反馈与零点虚参考 | 2 |
级联低能状态控制系统 | 2 |
状态反馈到经典策略的比较 | 2 |
基于干扰响应（刚性）的反馈增益选择 | 2 |
通过物理系统的状态反馈拓扑的控制设计 | 2 |
物理系统中常用的状态反馈拓扑 | 2 |
采用近似等能量级联状态的控制系统 | 2 |
采用相对状态控制的谐振负载控制 | 2 |
通过电子线轴的同步运动控制 | 2 |
视为误差驱动跟踪设计的命令状态向量输入 | 2 |
基于动/静态特性的USFB项状态反馈分区 | 2 |
状态命令前馈或UCFF与UCFF对模型/参数的灵敏度 | 2 |
由UCFFD与 USFBD获得的连续问题和特性 | 2 |
视为替代传感器的开环与闭环观测器 | 2 |
采用观测器的零延迟状态与干扰观测估计 | 2 |
增强观测器与集成状态，估计精确FRF | 2 |
Gopinath与增强的Luenberger观测器设计 | 2 |
Gopinath 观测器隐函参考与参数灵敏度 | 2 |
线性与非线性观测器拓扑 | 2 |
观测器设计问题与替代方案 | 1 |
UCFF模型参考自适应控制 | 1 |
命令前馈跟踪精度MARC设计 | 1 |
统一的控制系统设计方法 | 1 |
总计 | 54 |
六、考核方式
课程报告。
七、推荐教材和教学参考书
1.指定教材：《控制系统动力学》随堂讲义。
2.教学参考书：
无
三、教学周历
周次 | 教学内容 | 教学方式 |
1 | 控制设计目标：干扰抑制与命令响应 物理系统状态变量建模：图形与解析模式 | 讲课 |
2 | 线性与非线性物理状态反馈建模 线性与非线性控制输入交叉耦合 | 讲课 |
3 | 适当状态选择与交叉耦合控制输入解耦 采用有限精度/带宽传感器干扰输入解耦 | 讲课 |
4 | 非线性解耦状态反馈与零点虚参考 级联低能状态控制系统 | 讲课 |
5 | 状态反馈到经典策略的比较 基于干扰响应（刚性）的反馈增益选择 | 讲课 |
6 | 通过物理系统的状态反馈拓扑的控制设计 物理系统中常用的状态反馈拓扑 | 讲课 |
7 | 采用近似等能量级联状态的控制系统 采用相对状态控制的谐振负载控制 | 讲课 |
8 | 通过电子线轴的同步运动控制 视为误差驱动跟踪设计的命令状态向量输入 | 讲课 |
9 | 基于动/静态特性的USFB项状态反馈分区 状态命令前馈或UCFF与UCFF对模型/参数的灵敏度 | 讲课 |
10 | 由UCFFD与 USFBD获得的连续问题和特性 视为替代传感器的开环与闭环观测器 | 讲课 |
11 | 采用观测器的零延迟状态与干扰观测估计 增强观测器与集成状态，估计精确FRF | 讲课 |
12 | Gopinath与增强的Luenberger观测器设计 Gopinath 观测器隐函参考与参数灵敏度 | 讲课 |
13 | 线性与非线性观测器拓扑 观测器设计问题与替代方案 | 讲课 |
14 | UCFF模型参考自适应控制 命令前馈跟踪精度MARC设计 | 讲课 |
15 | 统一的控制系统设计方法 | 讲课 |
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