现代控制理论(第2版西安交通大学本科十三五规划教材)

本书较为全面地介绍了线性控制系统的状态空间 分析与设计方法，以及最优控制、最优估计与滤波的 基础知识。全书从状态空间描述的基本概念入手，介 绍了线性连续时间系统的状态响应、状态能控性和能 观测性的概念及判断方法；对李雅普诺夫稳定性理论 做了基本阐述；讨论了线性连续定常系统状态反馈和 状态观测器的设计；对线性离散时间系统的状态空间 分析与设计方法、线性二次型最优控制、最优估计与 滤波的原理和方法作了介绍。此外，本书结合MATLAB 程序仿真实例，给出了MATLAB相关函数在线性控制系 统状态空间分析与设计中的使用方法。 本书内容阐述由浅入深，通俗易懂，基本概念和 基本原理叙述清楚，语言简练，注重全书各章节内容 的衔接。本书可作为高等学校自动化及相关专业的教 材，也可作为从事控制工程技术研发人员的参考书。

第1章 控制系统的状态空间描述方法 1.1 状态变量和状态变量模型 1.1.1 状态空间描述的基本概念 1.1.2 状态空间描述方法 1.2 连续时间系统状态空间表达式的建立方法 1.2.1 通过物理机理建立状态空间表达式 1.2.2 通过微分方程建立状态空间表达式 1.2.3 通过传递函数建立状态空间表达式 1.3 传递函数矩阵及组合系统的状态空间描述 1.3.1 传递函数矩阵 1.3.2 组合系统的状态空间描述和传递函数矩阵 1.4 连续时间系统状态空间表达式的线性变换 1.4.1 线性非奇异变换的概念及性质 1.4.2 对角线标准型变换 1.4.3 约当标准型变换 1.5 用MATLAB进行系统模型的建立 1.5.1 由传递函数建立状态空间表达式 1.5.2 由状态空间表达式求解传递函数 习题 第2章 线性控制系统的运动分析 2.1 线性连续定常齐次状态方程的解 2.1.1 直接求解法 2.1.2 拉普拉斯变换求解法 2.2 矩阵指数函数 2.2.1 矩阵指数函数的性质 2.2.2 矩阵指数函数的求解方法 2.3 状态转移矩阵 2.3.1 线性连续定常系统的状态转移矩阵 2.3.2 线性连续时变系统的状态转移矩阵 2.3.3 状态转移矩阵的性质及计算方法 2.4 线性连续定常非齐次状态方程的解 2.4.1 直接求解法 2.4.2 拉普拉斯变换求解法 2.5 线性连续时变系统状态方程的解 2.5.1 齐次状态方程的解 2.5.2 非齐次状态方程的解 2.6 用MATLAB求解系统的时间响应 习题 第3章 线性控制系统的能控性和能观测性 3.1 线性连续定常系统的能控性 3.1.1 能控性的概念 3.1.2 能控性判别准则 3.2 线性连续定常系统的能观测性 3.2.1 能观测性的概念 3.2.2 能观测性判别准则 3.3 线性连续时变系统的能控性和能观测性 3.3.1 能控性的概念及判别准则 3.3.2 能观测性的概念及判别准则 3.4 对偶原理 3.4.1 对偶关系