01
离散系统基础
离散时间信号与系统概念、采样定理与混叠效应、Z变换入门
采样定理Z变换
02
传递函数定义
离散传递函数的标准形式、极点与零点、系统稳定性判据
零极点稳定性
03
Python环境搭建
NumPy/SciPy/Matplotlib安装、控制库control安装、Jupyter Notebook配置
环境配置control
04
一阶系统建模
一阶低通滤波器传递函数、时间常数与截止频率、Python实现与频率响应
低通滤波频率响应
05
二阶系统建模
标准二阶系统传递函数、阻尼比与自然频率、阶跃响应与超调量分析
阻尼比超调量
06
串联系统
传递函数串联规则、Python中串联实现、串联系统的总传递函数
串联总传递函数
07
并联系统
传递函数并联规则、Python中并联实现、并联系统的总传递函数
并联系统组合
08
反馈系统
负反馈传递函数推导、闭环与开环传递函数、Python中反馈系统建模
闭环负反馈
09
零极点分析
零极点图绘制、零极点对系统响应的影响、Python中零极点分析
零极点图响应分析
10
频率响应
频率响应概念、Bode图绘制、幅频与相频特性分析
Bode图幅频相频
11
离散化方法
前向欧拉法、后向欧拉法、双线性变换法(Tustin)
欧拉法Tustin
12
连续到离散转换
连续传递函数离散化、采样周期选择、Python中c2d函数使用
c2d采样周期
13
状态空间模型
状态空间方程、状态空间与传递函数转换、Python中状态空间建模
状态空间转换
14
系统辨识入门
最小二乘法原理、ARX模型、Python中系统辨识实现
最小二乘ARX
15
滤波器设计
IIR滤波器设计、FIR滤波器设计、Python中filter函数使用
IIRFIR
16
PID控制器离散化
连续PID离散化、位置式与增量式PID、Python中PID实现
位置式PID增量式
17
系统稳定性分析
Jury稳定性判据、根轨迹法、Nyquist判据在离散系统中的应用
Jury判据根轨迹
18
时域响应分析
脉冲响应、阶跃响应、斜坡响应、Python中时域响应计算
阶跃响应脉冲
19
稳态误差分析
系统类型与稳态误差、误差系数计算、Python中稳态误差分析
稳态误差误差系数
20
系统校正
超前校正、滞后校正、超前-滞后校正、Python中校正器设计
超前校正滞后校正
21
多输入多输出系统
MIMO传递函数矩阵、MIMO系统建模、Python中MIMO系统分析
MIMO传递函数矩阵
22
延迟系统建模
纯延迟环节传递函数、Pade近似、Python中延迟系统模拟
纯延迟Pade近似
23
非线性系统线性化
平衡点线性化、泰勒展开、Python中线性化实现
线性化泰勒展开
24
数字控制器实现
差分方程实现、直接型与级联型实现、Python中控制器代码生成
差分方程直接型
25
量化效应分析
量化误差、有限字长效应、系数灵敏度、Python中量化模拟
量化误差有限字长
26
实时系统考虑
实时采样率选择、计算延迟、任务调度、Python中实时模拟
实时采样任务调度
27
案例1:直流电机速度控制
电机建模、控制器设计、Python仿真与验证
直流电机速度控制
28
案例2:倒立摆系统
系统建模、状态反馈控制、Python仿真与动画
倒立摆状态反馈
29
案例3:数字电源控制
Buck变换器建模、数字PID控制、Python仿真
Buck变换器数字PID
30
综合项目:四旋翼无人机姿态控制
系统建模、控制器设计、Python仿真与可视化
四旋翼姿态控制