现代控制理论

　　《现代控制理论》由贾立、邵定国、沈天飞编著。“现代控制理论”课程是自动化、电气工程及自动化专业的重要专业课。现代控制理论系统研究状态空间模型的建立，以及系统的分析和综合。本书主要讲述线性控制系统的时域理论与方法，并从动态系统的建模、分析与综合三个方面系统地介绍现代控制理论的基本概念和方法。全书共六章，内容包括：动态系统的输入、输出模型、状态空间模型；线性系统的定量分析法和线性系统的定性分析法(包括稳定性、能控性和能观测性)；线性系统的综合和控制方法(包括稳定化法、极点配置法、跟踪问题及观测器的理论和方法)；MATLAB仿真实验等。

　　《现代控制理论》可作为高等工科院校自动控制及相近专业本科高年级学生和研究生的教材，也可供广大科研工作者、工程技术人员以及高等院校教师参考或自学。

　　《现代控制理论》由贾立、邵定国、沈天飞编著。本书注重基本概念、基本原理和基本方法。以“实际问题、命题归纳、解决思路、具体方法、仿真研究、实例应用、存在的问题”这样一条主线，采用从简单到复杂、从特殊到一般的演绎方法来介绍内容，力求通俗易懂，避免繁琐的数学推导。在教材中把抽象的理论和工程实际紧密结合起来，力求使学生感到学习现代控制理论非常有用、非常接近当今世界科学研究的前沿。并且，在本书中广泛使用MATLAB系统仿真软件，对每章节的内容配备MATLAB仿真实例和MATLAB仿真习题，方便、有效地通过计算机仿真来验证系统分析和设计的效果，加深学生对概念、性质、算法的理解，并能够加以应用。本书结构清楚、层次分明、重点突出，注重基本概念、基本原理和基本方法，在内容上以基本的分析和设计问题为主。

章 绪论
1.1 控制科学的发展
1.2 现代控制理论概述
1.3 本书的内容安排
第二章 系统状态空间描述
2.1 状态和状态空间
2.1.1 系统描述
2.1.2 定义
2.2 线性定常连续系统的状态空间表达式
2.2.1 由物理学模型方程直接建立状态空间表达式
2.2.2 由系统微分方程建立状态空间表达式
2.2.3 由传递函数建立状态空间表达式
2.3 传递函数矩阵
2.4 应用MATLAB的系统状态空间表达式建立
2.4.1 传递函数的输入
2.4.2 状态空间模型的输入
2.4.3 模型的转换
2.4.4 求传递函数矩阵
习题
第三章 线性系统的运动分析
3.1 线性定常系统齐次方程的解
3.2 状态转移矩阵
3.2.1 状态转移矩阵的性质
3.2.2 状态转移矩阵的计算
3.3 非齐次状态方程的解
3.3.1 积分法
3.3.2 拉普拉斯变换法
3.4 应用MATLAB的系统运动分析
3.4.1 单位阶跃响应
3.4.2 脉冲响应
3.4.3 任意输入信号响应
3.4.4 线性齐次状态方程的解
3.4.5 线性非齐次状态方程的解
习题
第四章 系统的能控性和能观性分析
4.1 能控性及其判据
4.1.1 能控性的定义
4.1.2 线性定常系统的能控性判据
4.1.3 规范型系统的能控性判据
4.1.4 线性定常系统的输出能控性
4.2 能观性及其判据
4.2.1 能观性的定义
4.2.2 线性定常系统的能观性判据
4.2.3 规范型系统的能观性判据
4.3 对偶性原理
4.4 线性定常系统的线性变换
4.4.1 能控规范型
4.4.2 能观规范型
4.4.3 对角线型
4.4.4 约当型
4.4.5 非奇异线性变换的不变特性
4.5 线性定常系统的结构分解
4.5.1 能控性分解
4.5.2 能观性分解
4.5.3 系统结构的规范分解
4.6 基于传递函数的能控性和能观性判断
4.7 应用MATL,AB的系统能控性、能观性分析
习题
第五章 控制系统的稳定性分析
5.1 外部稳定性和内部稳定性
5.1.1 外部稳定性
5.1.2 内部稳定性
5.1.3 内部稳定性和外部稳定性的关系
5.2 李雅普诺夫稳定性的基本概念
5.2.1 平衡状态
5.2.2 李雅普诺夫稳定性的定义
5.3 李雅普诺夫法
5.4 李雅普诺夫第二法
5.4.1 能量函数
5.4.2 李雅普诺夫第二法的主要定理
5.5 李氏直接法在线性定常连续系统中的应用
5.6 李氏直接法在非线性连续系统中的应用
5.6.1 克拉索夫斯基方法
5.6.2 变量梯度法
5.7 应用MATLAB的系统稳定性分析
习题
第六章 线性反馈系统的综合
6.1 线性反馈系统的基本结构及其特性
6.1.1 状态反馈系统
6.1.2 输出反馈系统
6.1.3 反馈对系统性能的影响
6.2 极点配置问题
6.2.1 极点配置的条件
6.2.2 极点配置状态反馈控制器的设计算法
6.3 状态观测器
6.3.1 全维状态观测器的设计
6.3.2 含有状态观测器的状态反馈控制系统
6.4 降维观测器
6.5 应用MATLAB的线性反馈系统综合
习题
参考文献