系統動力學與控制

Contents

系統數學建模等

從這 18.5 小時的課程，你會學到

Spring 質量阻尼系統，穩態誤差，根軌跡( root locus )
拉普拉斯( Laplace )變換、區塊圖( block diagrams )、狀態空間( state space )
一階和二階時間響應( time response )還有更多！

要求

學生必須熟悉微分方程、矩陣和動力學
MATLAB 很有幫助，但不是必需的 – 課程將 MATLAB 範例分開保存，以備對該材料不感興趣的學生能夠跳過。

課程說明

系統動力學和控制是關於什麼的？

本課程很好地介紹了機械系統的控制和數學建模。這意味著什麼？好吧，你將學習如何產生可用於模擬物體運動的方程式。想像一下鐘擺的擺動 – 學完本課程後，你將能夠使用微分方程式和矩陣來模擬這種類型的運動。最重要的是，你將能夠分析系統穩定性，計算存在多少誤差，使用拉普拉斯變換( Laplace transforms )解決初始值問題等等！

以下是你將學到的一些內容：

Laplace transforms (拉普拉斯變換)
Transfer functions (傳遞函數)
Response equations (響應方程)
機械和電氣系統的運動方程
First order response (一階響應)
Second order response (二階響應)
State space representation (狀態空間表示)
Block diagram reduction (區塊圖減少)
Stability and Routh’s Criterion (穩定性和勞斯準則)
Steady state error analysis (穩態誤差分析)
Root locus (根軌跡)

如果這還不夠，對於那些希望使用 MATLAB 的人來說，整個課程中都會提供範例和應用程式。除了查看方程式之外，這有助於更多地直觀地了解正在發生的情況。

課程的形式是什麼？我需要一本書嗎？

我只想說，我討厭用 PowerPoint 投影片來教授工程課程。因此，你不會在這裡看簡報。我認為人們在必須編寫材料時學得更好。這意味著我的大部分講座都是手寫的。我們將透過許多範例進行研究，我不會假設你知道已經很多。我們將從基礎開始，並在此基礎上進行建置。你還將獲得一個簡短的註釋大綱，以幫助你跟進並幫助最大限度地縮短影片的長度。

說到影片長度…我是唯一一個不喜歡觀看長達一小時的講座影片的人嗎？我不這麼認為。為了消除這種挫敗感，我的講座被分成更短的部分，通常為 12-15 分鐘。如果你在這裡尋找示例，我已經讓它們很容易找到。幾乎所有的例子都在他們自己的影片中，這樣你就可以瀏覽筆記並選擇你想觀看的內容。

如果有一本書會有幫助嗎？是的，可能是。絕對有必要嗎？可能不會。擁有一本書的好處是有更多的例子和問題可以自己解決。我推薦並一直用於本課程的書是 Nise 的 Control Systems Engineering《控制系統工程》。它得到了學生的好評，並為更高級的控制課程奠定了堅實的基礎。

這會讓我為其他課程做好準備嗎？

明確地！本課程中獲得的基礎知識將在機械振動、回饋控制系統等課程中有用。此外，你還將更了解微分方程式以及如何使用它們來模擬系統行為。 狀態空間資訊對於卡爾曼濾波等研究生程度的主題很有幫助。

你在等什麼？今天就報名吧！

目標受眾

參加大學程度系統動力學與控制課程的學生
準備工程基礎考試的畢業生
任何想要學習如何對物體運動進行數學建模的人

講師簡介

Cherish Qualls, PhD 專業工程師和大學教授

你好！

我畢業於 Auburn University，獲得碩士學位。和航太工程博士學位。畢業後，我開始在洛克希德馬丁公司擔任系統工程師。在工業界工作了 8 年後，我決定專注於全職教學。

我擁有 18 年以上的教學經驗，幫助了 1000 名學生從新生轉變為成功的工程師。我教授的課程包括：靜力學、動力學、熱力學、MATLAB、數值分析、控制、流體力學和固體力學。我曾在奧本大學、北德州大學和德州基督教大學任教。

我相信以我在學校時想要的方式教授我的課程……大量的例子，而不是很多理論。許多教師不了解學生的學習需求。他們進行充滿理論的複雜講座，但很少給出範例。他們所做的例子往往很簡單，或是課程教科書中已經介紹過的例子。

這就是我最近創辦 STEM 課程準備的原因。 STEM 課程準備旨在幫助陷入困境的學生在輟學或不及格之前取得成功。

我的課程有大量詳細的範例，只有你真正需要的理論和推導。我目前的 Udemy 課程包括 MATLAB 第 1 部分和第 2 部分、數值分析、熱力學、靜力學、動力學第 1 部分和第 2 部分、流體力學第 1、2 和 3 部分、控制、軌道力學等。

如果你喜歡我的 Udemy 課程，你一定會喜歡我的 STEM 課程準備網站上的課程。我在那裡提供的課程有額外的內容、作業、考試等。還有 Udemy 上沒有的材料力學和中級動力學等課程。

感謝你的關注！

字幕：簡中、英文

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