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自适应控制及应用（含案例）课程教学大纲一、课程基本信息中文名称：自适应控制及应用（含案例）英文名称：Adaptive Control and Its Application开课学院：电气信息学院 课程编码：Z5210401学分：2 总学时：32适用专业：控制科学与工程修读基础:（简述，修读本课程需要具备的基础）主讲教师： 二、课程目的任务1.课程地位作用（课程在实现培养目标中的地位作用）本课程主要面向控制学科的硕士研究生，通过本课程的学习，学生可以深入理解自适应控制的基本概念与一般原理，并了解自适应控制的相关前沿动态与应用情况。2.课程主要内容（简述：主要内容、重点、难点等）讲述自适应控制的基本概念，自适应控制系统的构成原理以及自适应控制理论的应用及发展情况；系统讲授两类主要的自适应控制系统，介绍自适应控制系统稳定性，收敛性及鲁棒性的基本概念。3.学生应达到的基本要求熟练掌握模型参考自适应控制系统的基本原理、稳定性分析方法及其主要设计方法，掌握常规自校正调节器与自校正控制器的基本原理、主要设计方法与相关算法，并具备针对具体被控过程设计自适应控制系统的基本技能。三、教学内容与学时分配（含各时段学生课外学习要求）（一）理论教学第一章绪论自适应控制的基本概念（2 学时）1. 自适应控制的一般定义、分类、发展概况；（1 学时）理解自适应控制一般定义，了解其一般分类、发展状况与应用领域。2. 模型参考自适应控制与自校正控制的基本原理、典型结构及其数学描述。（1 学时）重点掌握与理解模型参考自适应控制与自校正控制的基本概念、原理，以及二者的区别与联系。作业要求：理解自适应控制的相关概念。第二章自适应控制理论基础（6 学时）1. 李亚普洛夫稳定性理论；（2 学时）了解李亚普洛夫稳定性概念，掌握李亚普洛夫稳定性分析方法，重点掌握李亚普洛夫第二法。难点：李亚普洛夫函数的选取与构造2. 动态系统的正实性；（2 学时）了解正实函数与动态系统正实性的基本概念，掌握一般传递函数正实性的判定方法，重点掌握动态系统正实性的充要条件与相关判定方法。难点：正实函数的判定方法3. 超稳定性理论。（2 学时）理解超稳定性的基本概念，重点掌握系统超稳定性的基本定义与充要条件。难点：系统超稳定性的充要条件分析与证明作业要求：强化李亚普洛夫稳定性、正实函数与系统正实性、超稳定性理论的理解，能够对一般系统进行李亚普洛夫稳定性分析、构造李亚普洛夫函数；能够对一般函数及系统进行正实性判定；能够对系统的超稳定性或超稳定性条件进行分析。第三章连续时间系统模型参考自适应控制（14 学时）1. 用局部参数优化理论设计模型参考自适应控制系统（4 学时）理解用局部参数优化理论设计 MRACS 的概念与基本原理；重点掌握用局部参数优化理论设计增益可调 MRACS 的方法；掌握用局部参数优化理论设计参数可调 MRACS 的方法；了解用局部参数优化理论设计的不足。难点：用局部参数优化理论设计参数可调 MRACS 的方法，参数敏感度函数的推导。2. 用李雅普诺夫稳定性理论设计模型参考自适应系统（5 学时）掌握用李雅普诺夫稳定性理论设计模型参考自适应系统的基本原理；重点掌握基于状态变量的 MRACS 设计方法；掌握基于输入输出变量的 MRACS 设计方法及其不足；掌握 Narendra 自适应控制方案。难点：基于输入输出变量的 MRACS 设计方法，Narendra 自适应控制方案。3. 用超稳定性理论设计模型参考自适应系统（5 学时）掌握用超稳定性理论设计模型参考自适应系统的基本原理与方法；理解无状态变量滤波器的并联模型参考自适应系统设计方法及其不足；掌握带状态变量滤波器的并联模型参考自适应系统设计方法。理解各种 MRACS 设计方法之间的区别与联系。难点：带状态变量滤波器的并联模型参考自适应系统设计方法作用要求：强化本章的相关概念与方法；用局部参数优化理论设计模型参考自适应控制系统作业练习；用李雅普诺夫稳定性理论设计模型参考自适应系统作业练习；用超稳定性理论设计模型参考自适应系统作业练习；课程设计：用局部参数优化理论设计增益可调 MRACS，并进行计算机仿真；用李雅普诺夫稳定性理论设计参数可调 MRACS，并进行计算机仿真；第四章离散时间系统模型参考自适应控制（4 学时）1. 基于差分方程描述的离散 MRACS 设计（2 学时）理解离散时间 MRACS 设计的一般原理，掌握基于超稳定性理论设计离散时间 MRACS 的基本方法。难点：离散时间系统的超稳定性原理与方法2. 基于状态变量描述的离散 MRACS 设计（2 学时）掌握基于超稳定性理论设计基于状态变量描述的离散时间 MRACS 的基本方法。难点：自适应规律设计。作业要求：掌握基于超稳定性理论设计离散时间 MRACS 的基本方法；第五章自校正控制（8 学时）1. 最小二乘类参数估计（2 学时）重点掌握最小二乘参数估计基本原理与基本算法；理解增广最小二乘参数估计原理及其算法；理解广义最小二乘参数估计原理及其算法。难点：2. 自校正控制（6 学时）掌握最小方差预报、最小方差调节器基本概念；重点掌握最小方差自校正调节器的基本概念及设计方法；重点掌握最小方差控制器、最小方差自校正控制器的基本原理与方法；掌握极点配置自校正调节器与控制器的设计方法；了解多变量自校正调节器与控制器的设计原理。难点：最小方差自校正调节器隐式算法推导；最小方差自校正控制器隐式算法推导。作业要求：强化最小而乘参数估计、自校正调节器、自校正控制器、显式与隐式算法的相关概念；最小方差自校正调节器设计作业练习；最小方差自校正控制器设计作业练习；用极点配置方法设计自校正调节器与控制器作业练习。四、考核方式与成绩评定1.考核方式：（笔试、论文、口试等）考试或考察2.成绩评定办法：（平时成绩、期末考试成绩等比例）考试：平时作业（10%）+ 课程设计及仿真设计（ 10%）+开卷笔试（80%）考查：平时作业（50%）+ 课程设计及仿真设计（ 50%）五、教材及主要参考书目（一）教材：1 自适应控制理论及应用，李言俊、张科编著，西北工业大学出版社，2005（二）参考书：1自适应控制, 吴士昌，吴忠强著，机械工业出版社，2005 2自适应控制，韩曾晋著，清华大学出版社，20023Adaptive Control,Astrom K,Addison-Wesley, Dover Pubns ，20054自适应控制导论，史维、陈文吾等编著，东南大学出版社，1990六：其他需要说明的问题大纲执笔人：张安安大纲审批机构： 电气信息学院学术（或教授）委员会2015 年 月 日
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