描述
开 本: 128开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787030409607丛书名: 普通高等教育自动化类国家级特色专业系列规划教材
内容简介
本书对现代控制理论的基础内容作了深入浅出而翔实的阐述。全书共6章，包括系统的基本概念与数学基础、动态系统的模型与变换、动态系统的运动分析、动态系统的结构分析、动态系统的稳定性分析和确定性动态系统常规控制综合与设计。在内容的取舍上注重对基本问题的深入解释和工程实用性，给出了大量的相关例题，这些例题对于理解问题与实际应用大有裨益，同时注重与复频域理论的联系，书中还渗透了认识论与方法论，有助于提高理性思维。每章配有一定量的思考题用于巩固相关知识。
目 录
目录
前言
第1章 系统的基本概念与数学基础 1
1.1 系统及其模型 1
1.2 线性空间与坐标变换 4
1.3 多项式矩阵 9
1.4 矩阵的特征值与特征向量 25
1.5 向量与矩阵范数 36
1.6 线性二次型及矩阵的正定性 40
1.7 有理函数矩阵 41
1.8 矩阵指数函数与计算 53
1.9 一阶常微分方程及其解 56
1.10 线性系统与相关问题说明 66
1.11 动态系统控制的概念及几个基本步骤 68
1.12 现代控制理论的主要任务与涉及内容 70
习题 71
第2章 动态系统的模型与变换 73
2.1 引言 73
2.2 状态与状态空间模型 73
2.3 基于机理的状态空间建模 78
2.4 状态空间的实现问题 86
2.5 线性系统状态空间表达式的线性变换与特征结构 100
2.6 传递函数矩阵描述及其零极点 106
2.7 线性系统的多项式矩阵描述与零极点 111
2.8 非本质非线性系统的状态空间表达式及其线牲化处理 117
2.9小结 124
习题 124
第3章 动态系统的运动分析 127
3.1 引言 127
3.2 线性系统响应解释 127
3.3 连续定常系统状态空间的解与性能 129
3.4 连续时变系统状态空间的解 140
3.5 连续线性系统的状态转移矩阵及其性质 144
3.6 离散系统分析基础——采样与保持 148
3.7 连续线性系统的状态空间表达式的离散化 156
3.8 离散系统状态方程的解 160
3.9 小结 164
习题 164
第4章 动态系统的结构分析 166
4.1 引言 166
4.2 连续线性系统能控性与能观性定义 169
4.3 连续线性系统能控性与能观性判据 174
4.4 连续线性系统输出能控性和输出函数能控性及判据 193
4.5 连续线性系统的对偶关系 197
4.6 定常连续线性系统的能控型与能观型 199
4.7 连续线性系统的结构分解 204
4.8 连续定常线性系统的实现问题及其与结构特性间的关系 211
4.9 基于复频域的并串联线性系统的能控性与能观性 230
4.10 离散线性系统的能控能观性及其判据 232
4.11 小结 240
习题 240
第5章 动态系统的稳定性分析 243
5.1 引言 243
5.2 内部稳定性的基本概念 244
5.3 不显含时间的自治系统的Lyapunov第二法稳定性判据 250
5.4 不显含时间的自治系统的LaSalle不变集原理与稳定性 256
5.5 显含时间的自治系统的Lyapunov第二法稳定性判据 258
5.6 显含时间的自治系统的类不变性原理与稳定性 264
5.7 自治系统构造Lyap unov函数的方法 268
5.8 线性系统的状态运动稳定性判据 273
5.9 线性系统稳定自由运动的衰减性能估计 283
5.10 自治系统的Lyap unov**法稳定性判据 286
5.11 典型二阶动力学系统的稳定性 291
5.12 自治离散系统的稳定性定义与判据 292
5.13 线性系统的输入输出稳定性 298
5.14 小结 300
习题 300
第6章 确定性动态系统常规控制综合与设计 303
6.1 引言 303
6.2 连续时间线性时不变反馈控制系统的结构特性 306
6.3 离散时间线性时不变反馈控制系统的结构特性 318
6.4 线性时不变系统的极点配置问题提法与指标确定 320
6.5 线性时不变系统状态反馈极点配置的存在性与算法 324
6.6 线性时不变系统从输出到状态矢量导数反馈极点配置 335
6.7 线性时不变系统状态反馈与从输出到状态矢量导数反馈复合极点配置 335
6.8 线性时不变系统输出反馈极点配置存在性与算法 336
6.9 线性时不变系统反馈镇定问题与求解 346
6.10 线性时不变系统解耦控制 350
6.11 基于观测器的线性时不变系统状态反馈控制 366
6.12 小结 380
习题 381
参考文献 384
前言
第1章 系统的基本概念与数学基础 1
1.1 系统及其模型 1
1.2 线性空间与坐标变换 4
1.3 多项式矩阵 9
1.4 矩阵的特征值与特征向量 25
1.5 向量与矩阵范数 36
1.6 线性二次型及矩阵的正定性 40
1.7 有理函数矩阵 41
1.8 矩阵指数函数与计算 53
1.9 一阶常微分方程及其解 56
1.10 线性系统与相关问题说明 66
1.11 动态系统控制的概念及几个基本步骤 68
1.12 现代控制理论的主要任务与涉及内容 70
习题 71
第2章 动态系统的模型与变换 73
2.1 引言 73
2.2 状态与状态空间模型 73
2.3 基于机理的状态空间建模 78
2.4 状态空间的实现问题 86
2.5 线性系统状态空间表达式的线性变换与特征结构 100
2.6 传递函数矩阵描述及其零极点 106
2.7 线性系统的多项式矩阵描述与零极点 111
2.8 非本质非线性系统的状态空间表达式及其线牲化处理 117
2.9小结 124
习题 124
第3章 动态系统的运动分析 127
3.1 引言 127
3.2 线性系统响应解释 127
3.3 连续定常系统状态空间的解与性能 129
3.4 连续时变系统状态空间的解 140
3.5 连续线性系统的状态转移矩阵及其性质 144
3.6 离散系统分析基础——采样与保持 148
3.7 连续线性系统的状态空间表达式的离散化 156
3.8 离散系统状态方程的解 160
3.9 小结 164
习题 164
第4章 动态系统的结构分析 166
4.1 引言 166
4.2 连续线性系统能控性与能观性定义 169
4.3 连续线性系统能控性与能观性判据 174
4.4 连续线性系统输出能控性和输出函数能控性及判据 193
4.5 连续线性系统的对偶关系 197
4.6 定常连续线性系统的能控型与能观型 199
4.7 连续线性系统的结构分解 204
4.8 连续定常线性系统的实现问题及其与结构特性间的关系 211
4.9 基于复频域的并串联线性系统的能控性与能观性 230
4.10 离散线性系统的能控能观性及其判据 232
4.11 小结 240
习题 240
第5章 动态系统的稳定性分析 243
5.1 引言 243
5.2 内部稳定性的基本概念 244
5.3 不显含时间的自治系统的Lyapunov第二法稳定性判据 250
5.4 不显含时间的自治系统的LaSalle不变集原理与稳定性 256
5.5 显含时间的自治系统的Lyapunov第二法稳定性判据 258
5.6 显含时间的自治系统的类不变性原理与稳定性 264
5.7 自治系统构造Lyap unov函数的方法 268
5.8 线性系统的状态运动稳定性判据 273
5.9 线性系统稳定自由运动的衰减性能估计 283
5.10 自治系统的Lyap unov**法稳定性判据 286
5.11 典型二阶动力学系统的稳定性 291
5.12 自治离散系统的稳定性定义与判据 292
5.13 线性系统的输入输出稳定性 298
5.14 小结 300
习题 300
第6章 确定性动态系统常规控制综合与设计 303
6.1 引言 303
6.2 连续时间线性时不变反馈控制系统的结构特性 306
6.3 离散时间线性时不变反馈控制系统的结构特性 318
6.4 线性时不变系统的极点配置问题提法与指标确定 320
6.5 线性时不变系统状态反馈极点配置的存在性与算法 324
6.6 线性时不变系统从输出到状态矢量导数反馈极点配置 335
6.7 线性时不变系统状态反馈与从输出到状态矢量导数反馈复合极点配置 335
6.8 线性时不变系统输出反馈极点配置存在性与算法 336
6.9 线性时不变系统反馈镇定问题与求解 346
6.10 线性时不变系统解耦控制 350
6.11 基于观测器的线性时不变系统状态反馈控制 366
6.12 小结 380
习题 381
参考文献 384
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