现代控制理论

本书作为高等工科院校自动化专业及其相邻专业学生的一门必修课程教材，包括了现代控制理论中很基础的内容——状态空间分析法。根据我国高等教育的发展形势和对应用型人才培养新的需求，本书突出了工程设计应用，并强化了MATLAB软件应用技术。全书共7章，重点介绍现代控制理论的基本问题。章介绍控制理论的发展历程和现代控制理论的主要内容；第2章和第3章分别介绍状态空间表达式及其解；第4章和第5章分析系统的能控性、能观性和稳定性；第6章介绍系统综合设计方法；第7章简单介绍很优控制的基本理论。本书可供自动化、电气自动化及其他相关专业师生选用。

   第1章 绪论

1.1 控制理论的发展过程

1.1.1 控制理论的发展阶段

1.1.2 经典控制理论与现代控制理论的关系

1.2 现代控制理论的主要内容

1.2.1 现代控制理论的主要分支

1.2.2 现代控制理论的应用现状

本章小结

第2章 线性控制系统的状态空间描述

2.1 状态空间表达式

2.1.1 状态空间的基本概念

2.1.2 状态空间表达式

2.1.3 状态空间表达式的模拟结构图

2.1.4 实例分析

2.2 状态空间表达式的建立

2.2.1 从系统机理出发建立状态空间表达式

2.2.2 由传递函数建立状态空间表达式

2.2.3 由方框图建立状态空间表达式

2.3 状态向量的线性变换(坐标变换)

2.3.1 状态空间表达式的线性变换

2.3.2 线性变换的性质

2.3.3 约当标准型

2.4 状态空间表达式与传递函数矩阵

2.4.1 单输入一单输出系统

2.4.2 多输入一多输出系统

2.4.3 传递函数矩阵不变性

2.4.4 组合系统的传递函数矩阵

2.5 离散时间系统的状态空间表达式

2.5.1 将差分方程转换为状态空间表达式

2.5.2 离散系统的传递函数矩阵

2.6 基于MATLAB方法的系统状态空间描述

2.6.1 状态空间模型的建立

2.6.2 状态空间方程与传递函数矩阵的变换

2.6.3 系统状态空间表达式的线性变换

2.6.4 标准型的变换

本章小结

习题

第3章 控制系统状态方程的解

3.1 线性定常齐次状态方程的解

3.1.1 齐次状态方程解的定义

3.1.2 状态转移矩阵

3.1.3 状态转移矩阵的计算

3.2 线性定常非齐次状态方程的解

3.2.1 非齐次状态方程的解

3.2.2 拉氏变换法求解

3.3 线性定常离散系统状态方程的解

3.3.1 线性连续系统的时问离散化

3.3.2 离散系统状态空间方程的解

3.4 基于MATLAB求解系统状态空间表达式

3.4.1 计算状态转移矩阵

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