现代控制理论基础教程(高等院校工程创新应用型特色教材)

本书以单输入-单输出线 性定常系统为背景，系统介 绍了现代控制理论的基础知 识。这些基础知识包括现代 控制理论的数学基础——矩 阵、状态空间法的基本概念 、状态空间法的表达方式、 线性定常系统的运动、系统 的能控性和可观测性、系统 的状态反馈与极点配置、线 性系统的最优控制以及李雅 普诺夫稳定性分析。 现代控制理论的理论性 较强，应用的数学知识较多 且内容抽象，为了便于读者 理解和掌握现代控制理论的 基础知识，本书引入 MATLAB仿真软件来加深读 者对现代控制理论基础知识 的理解，其目的就是为读者 提供另一种掌握现代控制理 论知识的途径。 本书注重现代控制理论 的应用性，基本原理与方法 阐述透彻，层次分明，篇幅 简练，内容精选，且每章均 附有小结和习题，书后还附 有拓展阅读和各章的习题答 案供教师和学生及工程技术 人员参考。 本书适合作为应用型大 学自动控制专业及其相近专 业的本科生和大专生的教材 ，也可供从事自动控制方面 工作的工程技术人员参考使 用。

第1章 线性代数基础知识 1.1 行列式 1.1.1 n阶行列式的定义 1.1.2 行列式的性质 1.1.3 行列式的计算 1.2 行列式按行（列）展开 1.3 矩阵 1.3.1 矩阵的基本概念 1.3.2 矩阵的基本运算 1.3.3 逆阵 1.4 MATLAB在线性代数中的应用 1.4.1 矩阵 1.4.2 矩阵的运算 本章小结 习题 第2章 状态空间法概述 2.1 状态空间法的基本概念 2.1.1 现代控制理论与经典控制理论的比较 2.1.2 状态变量、状态向量和状态空间 2.2 状态空间法的建立 2.2.1 状态空间法的组成 2.2.2 状态空间法的特点 本章小结 习题 第3章 状态空间法的表达方式 3.1 一般时域描述转换为状态空间描述 3.1.1 微分方程转换为状态空间描述的工作原理 3.1.2 微分方程转换为状态空间描述的示例 3.2 系统的频域描述转换为状态空间描述 3.2.1 系统的频域描述转换为状态空间描述的工作原理 3.2.2 系统的频域描述转换为状态空间描述的示例 3.2.3 用MATLAB求频域描述转换为状态空间描述 3.3 系统结构框图转换为状态空间描述 3.3.1 系统结构框图转换为状态空间描述的工作原理 3.3.2 系统的结构框图转换为状态空间描述的示例 3.4 传递函数的状态空间最小实现问题 3.5 由状态空间表达式到传递函数矩阵的转换 本章小结 习题 第4章 线性定常系统的运动 4.1 状态转移矩阵 4.1.1 状态转移矩阵的概念 4.1.2 状态转移矩阵的性质 4.1.3 状态转移矩阵的计算 4.2 线性定常系统的运动 4.2.1 线性定常系统的自由运动的计算 4.2.2 线性定常系统的受控运动的计算 本章小结 习题 第5章 系统的能控性和可观测性