现代控制理论基础

虽然“现代控制理论基础 ”课程理论性较强，内容抽 象，用到较多数学知识，但 本书以本科生为主要教学对 象，在内容上循序渐进，着 重从工程应用角度深入浅出 地介绍现代控制理论的基础 内容，尽量简化烦琐的数学 推导，通俗易懂，适合本科 生学习。扫描书中的二维码 ，能够观看相应内容的讲课 录像，方便自学。 全书共7章。第1章简要 介绍现代控制理论的发展历 史和主要内容；第2章介绍 控制系统的状态空间模型及 其实现；第3章介绍基于状 态方程的控制系统稳定性分 析，着重介绍李雅普诺夫稳 定判据；第4章介绍线性系 统动态性能分析；第5章介 绍线性系统的能控性和能观 性分析；第6章介绍状态反 馈控制与状态观测器设计； 第7章简要介绍极小值原理 最优控制方法，着重介绍线 性二次型最优控制方法。每 章均安排有较多的例题和习 题，帮助学生加深对内容的 理解。 本书前身是“十二五”普 通高等教育本科国家级规划 教材《现代控制工程》（第 2版），也是作者编著的教 育部2009年度普通高等教 育精品教材《自动控制原理 》（第3版）的姊妹教材， 可以作为自动化类、电气类 、机械类、计算机类等本科 专业的“现代控制理论基础” 课程教材，也可作为非控制 类专业研究生学习“现代控 制理论”课程的教材。

王万良，工学博士，教授，博士生导师，2000年享受国务院政府特殊津贴，2008年获国家教学名师奖，2014年入选国家“万人计划”首批教学名师，2014年获国家教学成果奖，2016年授予浙江省杰出教师称号。现任浙江工业大学计算机科学与技术学院院长、软件学院院长、国家精品课程和资源共享课程《自动控制原理》负责人、 高等学校计算机类专业教学指导委员会委员、浙江省高等学校计算机类专业教学指导委员会副主任、全国高校大数据教育联盟副理事长、浙江省计算机学会副理事长、浙江省计算机应用与教育学会副理事长、杭州市计算机学会理事长、杭州市人工智能学会副理事长。

第1章 绪论 1.1 现代控制理论产生与发展的背景 1.2 状态空间法的发展 1.3 随机控制理论的发展 1.4 智能控制理论的发展 1.5 本书的内容与安排 第2章 状态空间模型 2.1 状态与状态空间的概念 2.2 系统的状态空间模型 2.2.1 建立状态空间模型的方法 2.2.2 由状态空间模型求微分方程 2.3 线性系统的状态空间模型与线性变换 2.3.1 单变量线性系统的状态空间模型 2.3.2 多变量线性系统的状态空间模型 2.3.3 状态方程的线性变换 2.4 控制系统的实现 2.4.1 系统的实现问题 2.4.2 不合有输入导数项的微分方程的实现 2.4.3 含有输入导数项的微分方程的实现 2.5 多变量系统的传递矩阵 2.5.1 多变量系统传递矩阵的概念 2.5.2 从连续系统状态空间模型求传递矩阵 2.5.3 多变量控制系统的结构图简化 2.6 控制系统的离散状态空间模型 2.6.1 从控制系统差分方程求状态空间模型 2.6.2 从离散系统状态空间模型求脉冲传递矩阵 2.7 MATLAB在状态空间模型建立中的应用 2.7.1 传递函数转换到状态空间模型 2.7.2 状态方程的线性变换 2.7.3 状态空间模型转换到传递函数 本章小结 习题 第3章 控制系统稳定性分析 3.1 控制系统稳定性定义 3.1.1 范数的概念 3.1.2 平衡状态 3.1.3 李雅普诺夫稳定性定义 3.2 线性系统稳定的条件 3.2.1 单变量线性定常连续系统的稳定条件 3.2.2 多变量线性定常连续系统的稳定条件 …… 第4章 线性系统动态性能分析 第5章 线性系统的能控性和能观性分析 第6章 状态反馈控制与状态观测器设计 第7章 最优控制 参考文献