控制理论课程大纲

课程概述

学期： 第1-12周 目标受众： 高级本科或研究生学生，对数学和工程背景有兴趣 课程目标： 理解并掌握控制理论的基本原理，应用到实际系统中解决复杂问题

第1周：介绍与预备知识

• 主题： 控制理论简介
• 学习目标： 了解控制理论的历史，掌握基本概念和分类
• 资源： 《现代控制系统》(Stengel, 2004)
• 教学方法： 讲座 + 课堂讨论

第2-4周：线性系统理论

• 主题： 线性系统的动态模型
• 学习目标： 掌握微分方程和状态空间描述
• 资源： 《自动控制原理》(Khalil, 2002)
• 教学方法： 讲座 + 实例分析

第5-7周：线性控制系统

• 主题： 控制器设计（PID控制器）
• 学习目标： 理解PID控制原理及其实现
• 资源： 《控制工程基础》(Astrom, 2010)
• 教学方法： 讨论 + 仿真练习

第8-10周：非线性控制系统

• 主题： 非线性控制理论（Lyapunov稳定性）
• 学习目标： 理解非线性系统的稳定性分析
• 资源： 《非线性控制系统》(Slotine & Li, 1991)
• 教学方法： 讲座 + 小组讨论

第11-12周：应用实例与项目

• 主题： 控制在工业、航空航天等领域的应用
• 学习目标： 进行控制系统的实际设计和仿真
• 资源： 实际案例研究和行业报告
• 教学方法： 实践项目 + 分组报告

评估与反馈

• 作业： 每周作业，检验理论理解和应用能力
• 小测验： 定期进行，强化关键概念
• 项目： 最终设计项目，展示所学知识的应用
• 期末考试： 总结整个学期的学习成果

通过这个课程大纲，我们将逐步引导学生从基础概念到高级理论，同时通过实践环节提升他们的实际操作能力。