【正文】 理與電子工程學(xué)院 開(kāi)課學(xué)期：II教學(xué)要求：《現(xiàn)代控制理論》課程要求學(xué)生掌握的主要內(nèi)容包括兩大部分：第一部分為狀態(tài)空間表示法的基礎(chǔ)知識(shí)，包括控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達(dá)式、狀態(tài)空間表達(dá)式的解、線性控制系統(tǒng)的能控性和能觀性、穩(wěn)定性與李雅普諾夫方法等；第二部分為狀態(tài)空間表示法在系統(tǒng)控制中的應(yīng)用，包括線性定常系統(tǒng)的綜合、最優(yōu)控制等。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握為狀態(tài)空間表示法的基本原理，初步掌握線性定常系統(tǒng)的綜合、最優(yōu)控制的基本方法，為今后從事控制系統(tǒng)的現(xiàn)代控制方法的設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。 教學(xué)內(nèi)容：第一章 動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)空間表示法動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中狀態(tài)的基本概念；根據(jù)物理模型建立狀態(tài)空間表達(dá)式；根據(jù)輸入輸出關(guān)系建立狀態(tài)空間表達(dá)式；等價(jià)變換及特征值標(biāo)準(zhǔn)形；組合系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達(dá)式；從狀態(tài)空間表達(dá)式求傳遞函數(shù)第二章 線性控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分析矩陣指數(shù)函數(shù)；線性定常系統(tǒng)狀態(tài)方程的解；線性時(shí)變系統(tǒng)狀態(tài)方程的解第三章 系統(tǒng)的可控性和可觀測(cè)性分析問(wèn)題的提出；線性連續(xù)定常系統(tǒng)的可控性；線性連續(xù)時(shí)變系統(tǒng)的可控性；線性連續(xù)定常系統(tǒng)的可觀測(cè)性；線性連續(xù)時(shí)變系統(tǒng)的可觀測(cè)；線性系統(tǒng)可控性與可觀測(cè)性的對(duì)偶關(guān)系第四章 可控/可觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)形，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分解與傳遞函數(shù)陣的最小實(shí)現(xiàn)可控標(biāo)準(zhǔn)形與可觀標(biāo)準(zhǔn)形；線性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的分解；傳遞函數(shù)矩陣的實(shí)現(xiàn)問(wèn)題；傳遞函數(shù)中零極點(diǎn)對(duì)消與狀態(tài)可控性和可觀測(cè)性之間的關(guān)系第五章 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析李亞普若夫第二法關(guān)于穩(wěn)定性的幾個(gè)定義；李亞普若夫第一方法；李亞普若夫第二方法；線性系統(tǒng)的李亞普若夫穩(wěn)定性分析；李亞普若夫第二法在線性系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用；非線性系統(tǒng)的李亞普若夫穩(wěn)定性分析第六章 狀態(tài)反饋、狀態(tài)觀測(cè)器及系統(tǒng)解耦兩種反饋形式下閉環(huán)系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達(dá)式；狀態(tài)反饋與閉環(huán)系統(tǒng)極點(diǎn)的配置；狀態(tài)反饋閉環(huán)系統(tǒng)的可控性和可觀測(cè)性；狀態(tài)觀測(cè)器的設(shè)計(jì)；降維狀態(tài)觀測(cè)器；帶有狀態(tài)觀測(cè)器的狀態(tài)反饋系統(tǒng)；狀態(tài)反饋下閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性；狀態(tài)反饋解耦第七章 用變分法求解最優(yōu)控制系統(tǒng)最優(yōu)控制的一般提法；泛函與變分的基本概念；無(wú)約束條件的變分問(wèn)題；端點(diǎn)時(shí)間固定，等式約束條件下的變分問(wèn)題；端點(diǎn)時(shí)間未定，等式約束條件下的變分問(wèn)題第八章 最小值原理及其應(yīng)用最小值原理的基本結(jié)論；時(shí)間最優(yōu)控制問(wèn)題；最少燃料問(wèn)題第九章 二次型性能指標(biāo)的線性最優(yōu)控制有限時(shí)間調(diào)節(jié)問(wèn)題；定常調(diào)節(jié)問(wèn)題；線性伺服系統(tǒng)最優(yōu)控制教材及主要參考書目：1．胡壽松,《自動(dòng)控制原理習(xí)題集》（第二版），科學(xué)出版社，2003年；2．劉豹,《現(xiàn)代控制理論》（第二版），機(jī)械工業(yè)出版社，1999年；3．劉豹主編,《現(xiàn)代控制理論》, 機(jī)械工業(yè)出版社，2002；4．鄭大鐘編著，《線性系統(tǒng)理論》，清華大學(xué)出版社，1990年； 5．常春馨主編，《現(xiàn)代控制理論基礎(chǔ)》，機(jī)械工業(yè)出版社，1988年；4．陳啟宗，《線性系統(tǒng)理論與設(shè)計(jì)》，科學(xué)出版社，1988預(yù)修課程： 高等數(shù)學(xué)，線性代數(shù)，自動(dòng)控制原理課程編號(hào)： 020939 課程名稱：電子電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)總 課 時(shí)：54 學(xué) 分：3開(kāi)課單位：物理與電子工程學(xué)院 開(kāi)課學(xué)期：Ⅱ教學(xué)要求：電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程是一門實(shí)踐性課程，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)突出理論與實(shí)踐相結(jié)合，以運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力為教學(xué)的重心，通過(guò)實(shí)踐使學(xué)生具有電子系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)能力以及良好的工程素養(yǎng)和創(chuàng)新意識(shí)。該課程的設(shè)立可以使學(xué)生能將已學(xué)過(guò)的模擬電路、數(shù)字電路以及單片機(jī)等知識(shí)綜合運(yùn)用于電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，從而培養(yǎng)學(xué)生對(duì)電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力，這是在所有實(shí)踐性課程中最具活力，最能培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、實(shí)踐能力，最能培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的課程之一，必須結(jié)合各專業(yè)的實(shí)際要求，認(rèn)真組織教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法。教學(xué)內(nèi)容：第1章電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)導(dǎo)論第2章電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)踐基礎(chǔ)知識(shí)準(zhǔn)備第3章電源電路38——不間斷電源——可調(diào)直流穩(wěn)壓電源第4章信號(hào)發(fā)生電路——函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計(jì)第5章功率放大電路（D類）功率放大電路 ——音響放大器的設(shè)計(jì)第6章信號(hào)濾波電路 Solutions濾波器設(shè)計(jì)軟件原理及設(shè)計(jì)實(shí)例——心電信號(hào)放大器設(shè)計(jì)第7章信號(hào)處理電路、V/I變換電路原則及設(shè)計(jì)實(shí)例、頻率/電壓變換電路原理及設(shè)計(jì)實(shí)例——基于熱電阻的溫度測(cè)量電路的設(shè)計(jì)第8章MCU應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) Kinetis系列MCU——基于KL25的廢水處理控制器的設(shè)計(jì)第9章綜合設(shè)計(jì)實(shí)例教材及主要參考書目：1.《 通信電子電路原理及仿真設(shè)計(jì)》，葉建威編，電子工業(yè)出版社， 2012；2.《綜合電子設(shè)計(jì)與實(shí)踐》（第一版）田良編，東南大學(xué)出版社，1999預(yù)修課程：大學(xué)物理（含半導(dǎo)體器件物理）、電路分析基礎(chǔ)、電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬、數(shù)字）、單片機(jī)技術(shù)課程編號(hào)： 020811 課程名稱：微弱信號(hào)檢測(cè)總 課 時(shí)：54 學(xué) 分：3開(kāi)課單位：物理與電子工程學(xué)院 開(kāi)課學(xué)期：Ⅰ教學(xué)要求：微弱信號(hào)檢測(cè)是發(fā)展高新技術(shù)、探索及發(fā)現(xiàn)新的自然規(guī)律的重要手段，對(duì)推動(dòng)很多領(lǐng)域的發(fā)展具有重要的應(yīng)用價(jià)值。對(duì)于淹沒(méi)在強(qiáng)背景噪聲中的微弱信號(hào)，運(yùn)用電子學(xué)和近代信號(hào)處理手段抑制噪聲，進(jìn)而從噪聲中提取和恢復(fù)有用的微弱信號(hào)。微弱信號(hào)檢測(cè)涉及利用隨機(jī)噪聲理論分析和解釋電子系統(tǒng)內(nèi)部噪聲和外部干擾噪聲的產(chǎn)生和傳播問(wèn)題，并詳細(xì)介紹各種不同噪聲的抑制方法，以及鎖相放大、取樣積分、相關(guān)檢測(cè)、自適應(yīng)降噪等應(yīng)用技術(shù)。本課程從應(yīng)用角度出發(fā)介紹微弱信號(hào)檢測(cè)的理論、方法和儀器，使學(xué)生了解微弱信號(hào)檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展歷程、發(fā)展方向和微弱信號(hào)檢測(cè)技術(shù)的運(yùn)用領(lǐng)域，使學(xué)生理解微弱信號(hào)檢測(cè)儀器的工作原理，使學(xué)生掌握微弱信號(hào)及其相關(guān)的基本概念以及微弱信號(hào)檢測(cè)的一般方法。教學(xué)內(nèi)容：第一章 緒 論噪聲、干擾與微弱信號(hào)的概念微弱信號(hào)檢測(cè)的意義、發(fā)展歷程和發(fā)展方向微弱信號(hào)檢測(cè)的基本方法第二章 噪聲、低噪聲前置放大和屏蔽接地技術(shù)噪聲概述⑴ 與噪聲相關(guān)的的幾個(gè)基本概念噪聲與干擾、噪聲的統(tǒng)計(jì)特性、隨機(jī)噪聲的功率譜密度及相關(guān)函數(shù)、放大器或線性網(wǎng)絡(luò)的噪聲帶寬、信噪比、信噪改善比與噪聲系數(shù)⑵ 電子元器件的噪聲低噪聲前置放大技術(shù)⑴ 低噪聲前置放大器的等效噪聲模型⑵ 低噪聲前置放大器的設(shè)計(jì)微弱信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)的屏蔽與接地技術(shù)第三章 周期性微弱信號(hào)檢測(cè)方法同步積分器、門積分器、旋轉(zhuǎn)電容濾波器、相關(guān)器、數(shù)字式相關(guān)器、數(shù)字式信號(hào)平均器。第四章 周期性微弱信號(hào)檢測(cè)儀器與應(yīng)用取樣積分器 多點(diǎn)信號(hào)平均器鎖定放大器⑴ 基本原理⑵ 主要技術(shù)指標(biāo)⑶ 過(guò)載能力、動(dòng)態(tài)范圍與動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)⑷ 幾種典型的鎖定放大器周期性微弱信號(hào)檢測(cè)儀器的應(yīng)用第五章 隨機(jī)性弱信號(hào)的最優(yōu)濾波檢測(cè)隨機(jī)信號(hào)的基本特征隨機(jī)信號(hào)的維納濾波隨機(jī)信號(hào)的卡爾曼濾波隨機(jī)信號(hào)的自適應(yīng)濾波隨機(jī)性弱信號(hào)的最優(yōu)濾波檢測(cè)的應(yīng)用第六章 離散性微弱光信號(hào)的檢測(cè)光子計(jì)數(shù)技術(shù)⑴ 原理概述⑵ 光電倍增管⑶ 放大器與鑒別器⑷ 光子計(jì)數(shù)測(cè)量系統(tǒng)光學(xué)多通道分析系統(tǒng)（OMA）⑴ 原理概述⑵ 多色儀⑶ 像增強(qiáng)器⑷ 光電轉(zhuǎn)換器件⑸ 光學(xué)多通道分析系統(tǒng)光子計(jì)數(shù)器與光學(xué)多通道分析系統(tǒng)的應(yīng)用教材及主要參考書目：1.《微弱信號(hào)檢測(cè)》，高晉占編，清華大學(xué)出版社，2004年；2.《微弱信號(hào)檢測(cè)》（第二版），曾慶勇著，浙江大學(xué)出版社，1994；3.《微弱信號(hào)檢測(cè)》，陳佳圭著，中央廣播電視大學(xué)出版社，1987。預(yù)修課程：信號(hào)與系統(tǒng)，通信原理，隨機(jī)過(guò)程與數(shù)理統(tǒng)計(jì)，高等數(shù)學(xué)課程編號(hào)： 020801 課程名稱：數(shù)字圖像處理總 課 時(shí)：36 學(xué) 分：2開(kāi)課單位：物理與電子工程學(xué)院 開(kāi)課學(xué)期：Ⅱ教學(xué)要求：本課程著重于培養(yǎng)學(xué)生解決智能化檢測(cè)與控制中應(yīng)用問(wèn)題的初步能力，為在計(jì)算機(jī)視覺(jué)、模式識(shí)別等領(lǐng)域從事研究與開(kāi)發(fā)打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。主要任務(wù)是學(xué)習(xí)數(shù)字圖像處理的基本概念、基本原理、實(shí)現(xiàn)方法和實(shí)用技術(shù)，并能應(yīng)用這些基本方法開(kāi)發(fā)數(shù)字圖像處理系統(tǒng)，為學(xué)習(xí)圖像處理新方法奠定理論基礎(chǔ)。教學(xué)內(nèi)容：第一章：緒論（2學(xué)時(shí)）了解數(shù)字圖像處理的基本概念，發(fā)展歷史，應(yīng)用領(lǐng)域和研究?jī)?nèi)容。通過(guò)大量的實(shí)例講解數(shù)字圖像處理的應(yīng)用領(lǐng)域；了解數(shù)字圖像處理的基本步驟；了解圖像處理系統(tǒng)的組成。 第二章：數(shù)字圖像基礎(chǔ)（4學(xué)時(shí)）了解視覺(jué)感知要素；了解幾種常用的圖像獲取方法；掌握?qǐng)D像的數(shù)字化過(guò)程及其圖像分辨率之間的關(guān)系；掌握像素間的聯(lián)系的概念；了解數(shù)字圖像處理中的常用數(shù)學(xué)工具。重點(diǎn)掌握?qǐng)D像數(shù)字化過(guò)程及圖像中像素的聯(lián)系。第三章：灰度變換與空間濾波 （6學(xué)時(shí)）了解空間域圖像增強(qiáng)的概念、目的及主要技術(shù)；理解直接灰度變換的方法原理；理解直方圖的定義、性質(zhì)及用途；掌握直方圖均衡化技術(shù)細(xì)節(jié)；理解直方圖規(guī)定化處理方法的原理及作用；掌握?qǐng)D像的空間域的平滑和銳化技術(shù)方法。重點(diǎn)掌握直方圖均衡化技術(shù)及常用的圖像的空間域的平滑和銳化技術(shù)方法。第四章：頻率域?yàn)V波 （2學(xué)時(shí)）了解傅里葉變換和頻率域的概念，理解常用的平滑和銳化濾波器的概念和方法。重點(diǎn)掌握?qǐng)D像的傅立葉變換及常用的圖像的頻率域的平滑和銳化技術(shù)方法。第五章：圖像復(fù)原與重建（4學(xué)時(shí)）理解圖像退化/復(fù)原過(guò)程的模型；掌握幾種常用的空間濾波方法；理解幾種常用的頻率域方法；了解估計(jì)退化函數(shù)；了解逆濾波；了解最小均方誤差（維納）濾波。重點(diǎn)掌握常用的空間和頻率濾波器，了解逆濾波和維納濾波。第六章：彩色圖像處理 （4學(xué)時(shí)）了解彩色基礎(chǔ)、RGB顏色模型以及HIS顏色模型；，理解RGB顏色模型和HIS顏色模型的色度學(xué)基礎(chǔ)和適用范圍；了解常用的彩色圖像處理方法。重點(diǎn)在彩色基礎(chǔ)和模型、偽彩色處理、全彩色處理基礎(chǔ)及彩色變換；不同顏色空間的定義和選擇。第七章：小波變換和多分辨率處理 （自學(xué)）了解小波變換的概念；了解一維和二維小波變換。重點(diǎn)在快速小波變換。第八章：圖像壓縮（自學(xué)）了解圖像壓縮理論及模型；了解圖像編碼常用方法。重點(diǎn)掌握無(wú)損預(yù)測(cè)編碼，有損預(yù)測(cè)編碼，變換編碼系統(tǒng)。難點(diǎn)是變換選擇，子圖像尺寸選擇，比特分配。第九章：形態(tài)學(xué)圖像處理（4學(xué)時(shí)）掌握二值形態(tài)學(xué)和灰度形態(tài)學(xué)的幾種基本操作；了解形態(tài)學(xué)在圖像處理中的應(yīng)用。 重點(diǎn)掌握?qǐng)D像腐蝕、圖像的膨脹、圖像的細(xì)化。第十章：圖像分割 （2學(xué)時(shí)）掌握?qǐng)D像分割的思想及策略；理解點(diǎn)、線和邊緣檢測(cè)和閾值分割的基本思想和方法。 重點(diǎn)掌握?qǐng)D像分割，輪廓跟蹤。第十一章：表示和描述（自學(xué)）了解邊界描繪子和區(qū)域描繪子；理解圖像的幾何特征、形狀特征、紋理特征與骨架提取以及其他特征。重點(diǎn)掌握紋理描述。第十二章：目標(biāo)識(shí)別（自學(xué)）了解模式和模式類的概念；了解常用的幾種模式識(shí)別方法。重點(diǎn)在結(jié)構(gòu)模式識(shí)別。教材及主要參考書目：1. 《數(shù)字圖像處理》（第三版），岡薩雷斯著，阮秋琦譯，電子工業(yè)出版社，2013年；2. 《計(jì)算機(jī)視覺(jué):算法與應(yīng)用》，塞利斯基著，哀海舟譯，清華大學(xué)出版社，2012年3. 《MATLAB圖像處理實(shí)例詳解》，楊丹編, 清華大學(xué)出版社,2013年預(yù)修課程：數(shù)字電路基礎(chǔ)，MATLAB語(yǔ)言及應(yīng)用，數(shù)字信號(hào)處理