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实用控制系统设计：古典与现代方法
利用 Mathworks 控制系统工具箱和 MATLAB/Simulink 掌握控制工程艺术
讲师：eDrives Embed
您将学到什么
- 获得分析和控制动态系统的实用技能，避免大量的手工计算。
- 掌握控制系统工具箱的关键功能，实现稳健的设计和分析。
- 获得设计直流机速度电流级联控制系统的专业知识。
- 学习使用 Luenberger 和干扰观察器实现直流机器的无传感器速度控制。
- 提高设计状态观察器和 LQR 状态控制器的能力。
- 使用卡尔曼滤波器创建 LQG 优化状态控制器。
- 使用控制系统工具箱简化动态系统设计和分析中的复杂计算。
探索相关主题
- 控制系统
- 工程
- 教学与学术
要求
- 访问控制系统工具箱（可在 MATLAB 和 Simulink 学生套件中使用或通过 30 天免费试用）。
- 熟练掌握 MATLAB Simulink 以及至少一种编程语言（例如 C）。
- 熟悉基尔霍夫定律和牛顿定律。
- 了解微分方程和拉普拉斯变换。
- 高中水平的数学知识，包括矩阵和向量。
描述
在当今快速发展的技术环境中，控制系统在从汽车和航空航天到机器人和工业自动化等众多应用中发挥着不可或缺的作用。了解如何设计、分析和实施这些系统对于该领域的任何工程师或研究人员来说都至关重要。本课程“实用控制系统设计：经典和现代方法”是您掌握控制工程艺术和科学的全面指南。
本课程经过精心设计，旨在带您逐步了解控制系统设计。它从基础知识开始，向您介绍 Mathworks 控制系统工具箱 – 现代控制工程师不可或缺的工具。您将学习如何使用 MATLAB/Simulink 设置控制回路、计算控制器系数和设计状态观察器，同时深入了解底层原理和理论。
随着我们深入研究，本课程将重点关注机电系统，特别是直流电机速度控制，这是理解交流电机磁场定向控制的基础。您将获得在 Simulink 中设置控制回路、计算控制器系数以及为这些系统设计状态观察器的实际经验。
但我们不会止步于基础知识。本课程还涵盖高级主题，如 LQ 优化状态控制器和卡尔曼滤波器估计状态变量。您将学习如何使用线性二次最优控制作为优化方法，从而为您提供解决实际应用中复杂控制问题的技能。
无论您是刚开始接触控制工程还是希望深化现有知识，本课程都提供了丰富的理论、实际示例和高级主题，可帮助您熟练掌握控制系统设计。通过访问课程中使用的所有 MATLAB 和 Simulink 文件，您可以按照自己的节奏轻松练习并加深理解。
因此，如果您已准备好充分发挥控制工程的潜力，那么本课程就是关键。立即报名，踏上实用控制系统设计的变革性学习之旅。
本课程适合哪些人：
- 工程领域的学生：非常适合攻读电气、计算机、机械或航空航天工程学位并希望亲手操作控制系统的学生。
- 专业设计师：非常适合希望简化工作流程和实施先进控制策略的控制系统和动态系统设计师。
- 注重实用性的工程专业学生：适合那些想要掌握控制系统设计端到端过程的学生，从在 Simulink 中设置控制回路到高级状态观察器设计，全部使用 MATLAB Simulink。
- 控制工程爱好者：对于那些热衷于控制工程但又想避免复杂的手动计算的人来说，本课程提供了一种以工具箱为中心的现代控制系统方法。
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| 共 25 节课程 • 总时长 3 小时 14 分钟 | |
| 第一章 欢迎来到课程！ | |
| 1. 课程动机 | 5分43秒 |
| 第二章 控制工程功能 使用控制系统工具箱进行建模 | |
| 1. 线性时不变系统作为LTI模型的建模传递函数 | 11分22秒 |
| 2. 系统状态空间模型 | 7分24秒 |
| 3. 转换和工作LTI模型 | 11分39秒 |
| 4. 连续时间系统和离散时间系统之间的转换 | 5分2秒 |
| 5. MATLAB 控制系统工具箱第一部分记忆 | 2分34秒 |
| 第三章 LTI模型分析系统的行为 | |
| 1. 模型动力学 | 5分28秒 |
| 2. 线性系统的时域分析 | 6分27秒 |
| 3. 线性系统的频域分析 1 | 7分36秒 |
| 4. 线性系统的频域分析 2 | 6分31秒 |
| 5. 交互式模型分析 线性系统分析器 | 5分36秒 |
| 第四章 使用控制系统设计器应用程序进行控制器设计 | |
| 1. 控制系统设计中的根轨迹 | 11分31秒 |
| 2. 使用控制系统设计器进行控制器设计 | 9分29秒 |
| 第五章 电机控制系统控制器设计策略与仿真 | |
| 1. 直流并励电机 使用Simulink研究系统特性 | 6分25秒 |
| 2. 使用Simulink线性分析工具对模型进行交互式调查 | 4分17秒 |
| 3. 使用幅值最优的直流电机电流控制 | 10分51秒 |
| 4. 使用对称最优设计方法对直流电机进行PI速度控制 | 8分21秒 |
| 5. 状态观测器_李纳伯格观测器设计 | 12分17秒 |
| 6. 状态观测器_扰动观测器设计 | 7分3秒 |
| 7. 使用状态观测器和状态反馈控制器进行控制系统设计 | 13分18秒 |
| 8. 状态反馈控制中的积分作用 | 5分25秒 |
| 第六章 鲁棒控制系统设计导论 | |
| 1. 卡尔曼滤波器设计 | 7分54秒 |
| 2. LQR最优状态控制器与卡尔曼滤波器的设计 | 9分18秒 |
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