现代控制理论基础

姜万录等编著的《现代控制理论基础》突出了以 下基本知识点。 ① 典型物理系统的状态方程和输出方程的建立 ，包括微分方程，传递函数、状态变量图、系统结构 图转换为状态空间表达式，状态方程线性变换为对角 标准型和约当标准型。 ② 状态方程的求解，状态转移矩阵的计算，系 统的自由运动和受控运动，连续系统的离散化。 ③ 李雅普诺夫稳定性分析方法及其在线性系统 与非线性系统中的应用。 ④ 能控性和能观测性的判别,对偶原理，化状态 方程为能控标准型和能观测标准型，系统的结构分解 ，系统的实现。 ⑤ 系统的状态反馈极点配置方法，系统的解耦 控制，全维状态观测器和降维观测器的设计方法，用 观测器构成的状态负反馈闭环系统。 ⑥ 应用变分法求解最优控制问题，极大值原理 的应用，线性二次型指标最优控制问题的求解，最小 时间系统的控制问题。 ⑦ 利用MATLAB软件实现现代控制理论辅助分析 和设计。 本书适合非自动化专业研究生使用，也可作为自 动化类专业本科生的教材，还可供广大相关科技工作 者自学参考。

第1章 绪论 1.1 控制理论的产生及其发展历程 1.1.1 经典控制理论阶段 1.1.2 现代控制理论阶段 1.1.3 大系统理论和智能控制理论阶段 1.1.4 网络化控制系统理论阶段 1.2 现代控制理论与经典控制理论的区别 1.3 现代控制理论的主要内容 1.3.1 线性系统理论 1.3.2 系统辨识 1.3.3 最优滤波理论 1.3.4 最优控制 1.3.5 自适应控制 第2章 线性控制系统的状态空间描述 2.1 状态空间描述的概念 2.1.1 状态空间描述的基本概念 2.1.2 控制系统的状态空间描述举例 2.1.3 线性系统的状态空间描述的一般形式 2.1.4 状态空间描述的特点 2.2 线性系统的时域微分方程化为状态空间表达式 2.2.1 微分方程右端不包含输入变量的各阶导数 2.2.2 微分方程右端包含输入变量的各阶导数 2.3 线性系统的频域传递函数化为状态空间表达式 2.3.1 系统传递函数的极点为两两相异的单根 2.3.2 系统传递函数的极点为重根 2.3.3 系统传递函数同时具有单极点和重极点 2.4 根据线性系统的状态变量图列写状态空间表达式 2.4.1 一阶线性系统的状态空间表达式 2.4.2 二阶线性系统的状态空间表达式 2.4.3 n阶线性系统的状态空间表达式 2.5 根据线性系统的结构图导出状态空间表达式 2.6 将线性系统状态方程化为标准形式 2.6.1 线性系统的特征值及其不变性 2.6.2 将线性系统状态方程化为对角标准型 2.6.3 将线性系统状态方程化为约当标准型 2.7 基于MATLAB的控制系统状态空间描述 2.7.1 利用MATLAB描述控制系统模型 2.7.2 状态空间表达式与传递函数矩阵的相互转换 2.7.3 系统的线性变换 2.7.4 系统模型的连接 2.8 小结 习题 第3章 线性控制系统的运动与离散化 3.1 线性定常系统的自由运动 3.1.1 自由运动的定义 3.1.2 自由运动的讨论 3.2 状态转移矩阵eAt的计算方法 3.2.1 根据状态转移矩阵的定义求解 3.2.2 用拉普拉斯反变换法求解 3.2.3 将eAt化为A的有限多项式来求解