系统分析与控制复习提纲Word文档格式.docx
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（2）从作业活动来看；
（3）从解决问题的方法论和工具来看；
（4）从数据处理和信息转换来看。
（重点）
6.系统分析的程序：
系统分析过程框图、系统分析过程的循环。
7.系统环境分析的目的
8.系统目标分析的目的
9.系统结构分析的目的
二、古典控制部分
1.控制论的中心思想或三要素；
2.典型的闭环反馈控制系统框图；
3.控制系统三个方面的基本要求；
4.典型的三种单位输入函数；
5.记忆常用函数的拉氏变换拉氏反变换对应表；
6.拉氏变换的运算法则：
位移定理和微分定理；
7.求拉氏反变换。
常用函数。
8.传递函数的概念。
由微分方程到传递函数；
传递函数到微分方程。
9.基本环节：
惯性环节；
积分环节；
比例环节，微分环节。
10.系统框图：
串联连接、并联连接、反馈连接及其等效传递函数化简。
11.二阶系统的三种阻尼情况下的单位阶跃响应曲线及比较。
12.瞬态响应指标；
性能指标的阶跃响应曲线；
性能指标名称。
三、现代控制理论基础部分
第一章控制系统的状态空间表述
（p5～p47，小结；
有关时变系统、和离散系统不讲不要求）
1.1控制系统中的状态的基本概念p5
1.系统的状态和状态变量
2.状态向量
3.状态空间
1.2控制系统的状态空间表达式p6
1.2.1状态空间表达式
1.2.2状态空间表达式的一般形式
4.线性定常系统p10
1.2.3状态空间表达式的系统结构图p10
有关系统结构图要求，要会画；
系统信号流程图不要求。
1.2.4状态空间表达式的模拟结构图（重点）
例题1-2。
1.4根据系统微分方程建立状态空间表达式
1.4.1微分方程中不含输入函数导数项（重点实际为能控标准型）
例题1-6。
1.5系统传递函数阵与状态空间表达式的相互转换
1.5.1状态变量图法
2.串联法例题1-9
3.并联法
1.5.2部分分式法（重点）
1.传递函数极点互不相同时（重点）
重点掌握部分分式法和并联法，以及后文的直接写成能控标准型的方法。
并要求画出结构图。
例题1-10；
1.5.3从状态空间表达式求取传递函数阵（重点）
记忆式（1-72）
例题1-12
1.6系统状态空间表达式的特征标准型
1.6.1系统状态的线性变换
式（1-77）～式（1-84）
1.6.2系统的特征值和特征向量
式（1-85）～式（1-86）
例题1-14；
1.6.3将状态方程化为对角线标准型（重点）
例题1-15；
关于友矩阵的内容；
p40。
例题1-16；
作业题；
1-4
（1）；
1-5
（1）；
1-6
（1）
（2）；
任选两题再画出系统结构图。
第二章线性控制系统的分析
2.1线性定常齐次状态方程的解
状态转移矩阵；
式（2-13）；
式（2-14）。
2.2状态转移矩阵
2.2.1状态转移矩阵的性质p59
性质1：
（单位阵）
性质2；
性质3；
性质4；
性质5；
2.2.2几个特殊的状态转移矩阵p61
情况
（1）对角；
情况（4）最多到三阶的矩阵；
2.2.3状态转移矩阵的计算（重点）
1.直接法
2.拉普拉斯变换法（重点）
3.化矩阵A为标准型法（重点）
重点掌握：
拉普拉斯变换法和化矩阵A为标准型法；
例题2-2；
例题2-3；
4.有限项法了解
2.3线性定常非齐次状态方程的解（重点）
记住式（2-31，2-32）
例题2-6；
作业题p94：
2-1
（1）（3）；
2-3（1，2）；
2-5；
p94的小结内容。
第三章线性控制系统的能控性和能观测性
3.1线性连续系统的能控性（重点）
3.1.2定常系统的能控性
1．状态的能控性
定理3-3：
（4）条及能控性矩阵；
例题3-2；
3.1.3标准型的能控性判据
定理3-5；
定理3-6；
例题3-4；
3.2线性连续系统的能观测性（重点）
3.2.2定常系统的能观测性
定理3-8（4）及能观测矩阵；
例题3-7；
3.2.3标准型的能观测性判据
定理3-9；
定理3-10；
例题3-8；
3.3对偶原理（概念）
3.3.1线性系统的对偶关系（重点）
（1）
（2）（3）条解释或性质。
P110-111.
3.2能控性与能观测性的对偶关系（重点）
两个系统的关系。
3.4线性系统的能控标准型和能观测标准型（重要点）
3.4.1单变量系统的能控标准型和能观测标准型
1.能控标准型
定理3-11；
2.能观测标准型
定理3—13；
主要掌握能控标准型。
能观的不要求，但要知道是能控的对偶。
3.6线性系统的结构分解
3.6.3系统按能控性和能观测性分解
排列变换法p129；
例题3-16；
以及要联系如何通过线性变换将系统化为对角标准型。
（重点掌握先化为对角型，再进行排序结构分解情况）
3.6.4系统的实现
1.基本概念
实现；
最小实现；
真有理分式函数；
严格真有理分式函数；
例题3-17；
2.系统的标准实现p131；
重点能控标准型。
例题3-18；
3.最小实现
定理3-20；
3.7传递函数阵与能控件和能观测性之间的关系
定理3-21；
该定理得出的两个结论。
P141；
例题3-23；
该章小结内容；
p142。
（仔细看！
）
作业题：
3-1
（1）
（2）；
3-3
（2）（3）；
3-15；
3-18
（2）采用排列变化法。
第四章控制系统的稳定性
4.1李雅普诺夫稳定件定义
4.1.1平衡状态的求法
p150；
4.1.3雅普诺夫稳定性定义
1.李雅普诺夫意义下的稳定性（稳定和一致稳定）
图4-2；
2.经典理论稳定性定义（渐近稳定性）
图4-4；
3.大范围渐近稳定性
4.不稳定性
图4-6；
4.2李雅普诺夫稳定性理论
4.2.1李雅普诺夫第二法中的二次型函数
1.二次型函数的定义及其表达式p154
标量函数，实对称矩阵A的定号性的关系和判断。
P156-157
例题4-2；
正定，正半定；
负定；
负半定概念；
p157
重点是正定
4.2.2李雅普诺夫第二法（重点）
1.李普诺夫函数定义p158
有关定义及与能量的关系；
2.李雅普诺夫第二法
（1）渐近稳定的判别定理一p158
例题4-3
4.3线性系统的李雅普诺夫稳定性分析
1.线性定常系统p163（重点）
定理4-6；
4.3.2李雅普诺夫第二法在线性系统中的应用
1.线性定常连续系统
定理4-8；
重点；
p165
例题4-8（重点）例题4-9.
作业题4-1（3）；
4-3
（1）
（2）；
第五章状态反馈和状态观测器
5.1状态反馈和输出反馈
5.1.1状态反馈p198
记住式（5-2）；
式（5-4）
5.1.2闭环系统的能控性和能观测性
定理5-1；
p200；
5.2闭环环系统的极点配置
1.极点配置的定理（重点p201）
掌握比较实用的待定系数法，即例题5-2中的方法三。
P217：
例题5-5
2.状态反馈的其它一些性质p206-207
（1）状态反馈不能移动系统的零点。
（2）当系统不完全能控时，状态反馈只能配置系统能控部分的极点，而不能影响不能控部分的极点。
5.3状态观测器的设计
5.3.1状态重构问题p208
图5-5；
5.3.2观测器的定义及存在条件p209
观测器存在的充分条件为线性定常系统是完全能观测的；
观测器存在的充要条件为线性定常系统的不能观测部分是渐近稳定的。
5.3.3状态观测器的设计（重点）
结合图5-5；
观测器的状态方程；
式（5-19）及特征多项式。
主要掌握实用方法待定系数法；
例题5-3，P217：
5.4带状态观测器的状态反馈系统（重点）
5.4.1系统的结构和状态空间表达式
图5-8；
5.4.2闭环系统的基本特性
1.闭环极点设计的分离性p216
2.传递函数阵的不变性p217
3.观测器反馈与直接状态反馈的等效性
例题5-5；
重点。
仔细阅读一下本章小结内容；
p219
作业题5-11；
重要知识点均包含在该题中。
四、大系统分析与协调控制部分
第9章大系统分析概述
1.大系统分析的任务和作用：
三个方面--历史回顾、现状评估、未来预测（重点）
2.大系统分析的内容：
四个方面的分析--技术性能、经济指标、社会效果、生态影响。
大系统分析的内容图。
3.大系统分析的特点：
“大~小”系统关系问题、知识不完备、“多级、多层、多段”结构特性。
大系统分析的特点图。
4.大系统分析的方法：
“分解-集结”分析法、“定性-定量”分析法、“黑箱-白箱”分析法、“主动”分析法、“变粒度”分析法、“动态跟踪”分析法。
大系统分析方法图。
5.小结和习题。
第10章大系统控制结构分析
1.3种基本的控制结构方案：
“集中控制”结构方案、“分散控制”结构方案、“递阶控制”结构方案；
它们的结构方案图、结构特征、适用场合。
2.大系统的结构变型：
大系统“多级控制制”结构方案图、大系统多层控制结构方案图、大系统的多段控制结构方案图。
3.生产过程的递阶控制结构图
4.现代社会大系统的控制结构图
小结与习题。
第16章大系统协调控制
1.大系统协调控制的任务（重点）
2.递阶大系统协调控制结构方案图
3.分散大系统的协调控制结构方案图
4.分散控制系统的协调控制的方法。
期末考试试题类型及分数分配
一、系统分析和大系统分析内容方面占20分左右。
二、古典和现代控制方面占80-70分
三、题型
A．填空、选择、判断
B．简答题
C．计算题，重点在现代控制部分
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