“现代控制理论”是系统和控制科学的一门基础课程,也是自动化类专业的一门核心课程,主要讲解以状态空间方法为基础的系统分析和设计方法,主要内容包括系统的状态方程描述,状态方程的解,系统的能控性和能观性,李雅普诺夫稳定性理论,控制系统的状态空间设计方法,最优控制等。
本书与作者已出版的《自动控制原理》成上下册,这套教材的特点是强调基础性和系统性,注重基本概念及其工程意义的阐述;在内容安排上尽量满足不同教学计划的授课要求,做到层次分明;在写作上力求做到内容精简,逻辑严密,尽量避免复杂数学公式的推导,符合工科学生的思维特点和认识规律。
样章试读
目录
目录
前言
第1章绪论1
1-1控制理论的形成与发展1
1-2现代控制理论的应用举例2
1-3本书的内容及教学建议4
习题4
第2章系统的状态方程描述和状态方程的解6
2-1系统的状态方程和状态空间表达式6
2-2传递函数的几种标准实现18
2-3线性变换28
2-4线性系统状态方程的解37
2-5线性系统的稳定性分析44
2-6系统的传递函数矩阵47
2-7系统的连接55
2-8线性离散时间系统61
习题65
第3章线性系统的能控性和能观性71
3-1连续时间线性系统的能控性和能观性72
3-2连续时间线性系统的能控性和能观性判据78
3-3用约当标准型判定系统的能控性和能观性85
3-4用传递函数矩阵判定系统的能控性和能观性89
3-5串联和反馈连接系统的能控性和能观性94
3-6离散时间线性系统的能控性和能观性98
3-7系统的结构分解100
3-8系统的标准型115
习题128
第4章系统的稳定性分析134
4-1李雅普诺夫稳定性134
4-2李雅普诺夫第二法(直接法)140
4-3构造李雅普诺夫函数的规则化方法148
4-4李雅普诺夫第一法(间接法)153
4-5线性系统的稳定性分析156
4-6绝对稳定性理论1 68
4-7无源性设计183
习题192
第5章控制系统状态空间设计方法197
5-1状态反馈及对系统特性的影响197
5-2极点配置问题202
5-3系统镇定问题216
5-4系统实现问题219
5-5状态观测器设计225
5-6输入输出解耦设计239
5-7渐近跟踪调节器设计251
习题258
第6章动态系统的最优控制264
6-1最优控制问题的数学描述264
6-2泛函和泛函的极值266
6-3用变分法解决最优控制问题276
6-4线性系统的二次型性能指标最优控制285
6-5最小值原理302
6-6动态规划310
6-7用动态规划法解决最优控制问题316
习题323
参考文献328
附录MATLAB函数一览表329
部分习题参考答案334