MATEMATISKA INSTITUTIONEN
AVDELNINGEN FÖR
OPTIMERINGSLÄRA OCH SYSTEMTEORI

5B1742 MATEMATISK SYSTEMTEORI, VT 2005


EXAMINATOR
och
FÖRELÄSARE:
Claes Trygger (trygger@math.kth.se) ,
rum 3710, Lindstedtsvägen 25, tel 790 7419
ÖVNINGSASSISTENT
och
LABORATIONS-
ANSVARIG:
Gianantonio Bortolin (bortolin@math.kth.se) ,
rum 3726, Lindstedtsvägen 25, tel 790 7220
KURSMATERIAL: Anders Lindquist & Janne Sand:
AN INTRODUCTION TO MATHEMATICAL SYSTEMS THEORY
, 50 kr

Per Enqvist:
EXERCISES IN MATHEMATICAL SYSTEMS THEORY, 1998,
30 kr

Claes Trygger:
KOPIOR PÅ OVERHEADBILDER,
40 kr

TRE EXTENTOR (Rött omslag), 5 kr

Ovanstående säljs på matematiska institutionens teknologexpedition i Klocktornet,
Lindstedtsvägen 25, för tillsammans 120 kr.

DATORLABORATIONER.
Se nedan.



KURSINNEHÅLL:
  • Linjära system av differentialekvationer
  • Styrbarhet/uppnåbarhet och observerbarhet/konstruerbarhet
  • Stabilitet
  • Realisationsteori,
    dvs konstruktion av tillståndsmodeller
  • Återkoppling, polplacering och observerare
  • Linjär-kvadratisk styrning och riccatiekvationer
  • Kalmanfiltrering
SJÄLVVERKSAMHET: Diagnostiskt prov - rekommenderas varmt!
Watch this space for more goodies!
DATOR-
LABORATIONER:
I kursen ingår två frivilliga datorlaborationer, vilka ger maximalt 2+2 bonuspoäng på läsårets tentamina. Laborationerna skall redovisas såväl skriftligt som muntligt. Syftet är att visa med vilken lätthet man med datorns hjälp (Control Systems Toolbox i MATLAB) kan tillämpa kursens teoriinnehåll, och hur det kan användas inom reglerteknik och signalbehandling.
Laborationslydelser och .m-filer som behövs för laborationerna kommer senare.
TENTAMINA: Tentamen, vilken består av såväl räkneproblem som teoriuppgifter, ger maximalt 50 poäng.
25 poäng ger säkert godkänt.
Ordinarie tentamenstillfälle är
torsdagen den 2 juni, kl 8-13
Datum för omtentamen i augustiperioden är f.n. okänt.
Hjälpmedel: Penna, radergummi och formelsamling.


PRELIMINÄRT SCHEMA FÖR FÖRELÄSNINGARNA:
TID SAL INNEHÅLL AVSNITT
I KOMP.
F1 må 4/4
kl 15-17
E32 Inledning.
Något om linjära system
av differentialekvationer.
1.1 och 1.2
2.1
F2 on 6/4
kl 13-15
E35 Linjära system. 2.1
F3 to 7/4
kl 13-15
E36 Linjära system. 2.1, 2.2
F4 må 11/4
kl 15-17
E32 Styrbarhet och uppnåbarhet.
3.1
F5 on 13/4
kl 13-15
M33 Mer om styrbarhet/uppnåbarhet 3.2 (3.3)
F6 to 14/4
kl 13-15
E36 Observerbarhet. 3.4, 3.5 (3.6)
F7 må 18/4
kl 15-17
E32 Stabilitet. 4.1
F8 on 20/4
kl 13-15
M32 Stabilitet.
Inledning till realisationsproblemet.
4.2
5.1

PRELIMINÄRT SCHEMA FÖR FÖRELÄSNINGARNA:
TID SAL INNEHÅLL AVSNITT
I KOMP.
F9 må 25/4
kl 15-17
E32 Realiserbarhet och rationalitet.
Realiseringar.
Kanoniska former.
5.1
F10 on 27/4
kl 13-15
M33 Kalmandekomposition.
Hankelmatriser, minimalitet.
McMillangrad. Ho:s algoritm.
5.1, 5.2, 5.3
F11 fr 29/4
kl 13-15
E31 Tillståndsbegreppet igen.
Kalmans tankeexperiment.
Tillståndsåterkoppling.
Återkoppling av utsignalen,
observerare, polplacering.
1.3

6.1
6.2
F12 må 2/5
kl 15-17
E32 Mer om observerare och polplacering.
Linjär-kvadratisk styrning: inledning.
Hamilton-Jacobi-Bellmans ekvation.
Riccatiekvationen.
6.2

7.1, 7.2 (7.3)
F13 fr 6/5
kl 13-15
E31 Riccatiekvationen och
algebraiska riccatiekvationen (ARE)
7.2
8
F14 må 9/5
kl 15-17
E32 Mer om ARE.8
F15 fr 13/5
kl 13-15
E51 Bakgrunden till kalmanfiltret: BLUE.
Minsta-kvadratestimation och
ortogonal projektion.
Kalmanfilter i diskret tid
Lösblad

9.1
F16 to 19/5
kl 8-10
E31 Kalmanfilter i kontinuerlig tid.
Stationära fallet.
Separationssatsen.
9.2

Lösblad


PRELIMINÄRT SCHEMA FÖR ÖVNINGARNA:
TID SAL INNEHÅLL AVSNITT I KOMP
resp. EXSAML
Ö1 fr 8/4
kl 13-15
E31 Linjära system 2 (1)
Ö2 fr 15/4
kl 13-15
D41 Styrbarhet etc. 3 och 4 (2 och 3)
Ö3 fr 22/4
kl 13-15
E31 Stabilitet.
Realisationsteori
4 (3)
5.1, 5.2 (4)
Ö4 to 28/4
kl 13-15
E36 Realisationsteori 5 (4)
Ö5 on 4/5
kl 13-15
E35 Polplacering och observerare 6 (5)
Ö6 on 11/5
kl 13-15
M33 Linjär-kvadratisk styrning och ARE 7 och 8 (6)
Ö7 on 18/5
kl 13-15
M33 Kalmanfiltret 9 (7)
Ö8 fr 20/5
kl 13-15
E31 Kalmanfiltret, LQ-problemet
och separationssatsen
9 (7)

by Claes Trygger, a.k.a. trygger@math.kth.se