现代控制理论

本书介绍现代控制理论的基础知识。全书共分7章。第1章介绍了控制理论的发展及现代控制理论的主要内容。第2章介绍了控制系统的状态、状态空间和状态空间模型等基本概念，以及如何建立状态空间模型。第3～5章分别讨论了控制系统状态空间模型的时域分析、能控能观结构性分析、稳定性分析。第6章介绍了基于状态空间分析的系统综合，包括状态反馈与极点配置、系统镇定、系统解耦、状态观测器等。第7章介绍了很优控制理论初步知识。
为使读者更好地理解现代控制理论的概念和方法，本书还专门讨论了基于Matlab计算软件的现代控制理论相关问题和方法的计算机仿真计算与设计的程序编制和应用。本书还附有编著者自行开发的Matlab程序和大量算例。
本书可作为自动化专业、电气工程及其自动化专业、测控技术与仪器专业及其相关专业的本科生及研究生教材，也可供从事控制理论与控制工程研究、设计和应用的科技工作者参考使用。

1 现代控制理论概况
1.1 控制理论发展概述
1.1.1 经典控制理论
1.1.2 现代控制理论
1.2 现代控制理论的主要内容
1.2.1 线性系统理论
1.2.2 很优控制理论
1.2.3 随机系统理论和很优估计
1.2.4 系统辨识
1.2.5 自适应控制
1.2.6 非线性系统理论
1.2.7 鲁棒性分析与鲁棒控制
1.2.8 分布参数控制
1.2.9 离散事件控制
1.2.10 智能控制
1.3 Matlab软件概述
1.3.1 Matlab的发展历史
1.3.2 Matlab的主要功能与特点
1.3.3 控制系统Matlab计算及仿真
1.4 本书的主要内容
本章小结
2 控制系统的状态空间模型
2.1 状态和状态空间模型
2.1.1 状态空间的基本概念
2.1.2 系统的状态空间模型
2.1.3 线性系统状态空间模型的模拟结构图
2.2 根据系统机理建立状态空间模型
2.3 根据系统的输入输出关系建立状态空间模型
2.3.1 由高阶常微分方程建立状态空间模型
2.3.2 由传递函数建立状态空间模型
2.3.3 MIMO线性系统
2.3.4 非线性系统
2.4 线性变换和约旦规范形
2.4.1 状态空间的线性变换
2.4.2 系统特征值的不变性与系统的不变量
2.4.3 对角线规范形的转换
2.4.4 约旦规范形的转换
2.5 传递函数阵
2.5.1 传递函数阵的定义
2.5.2 由状态空间模型求传递函数阵
2.5.3 组合系统的状态空间模型的和传递函数阵
2.6 线性离散系统的状态空间描述
2.6.1 工程控制系统的计算机实现
2.6.2 线性离散系统的状态空间描述
2.6.3 离散系统的机理建模
2.6.4 离散系统的输入/输出关系建立状态空间模型
2.6.5 由离散系统的状态空间模型求传递函阵
2.7 Matlab问题
2.7.1 控制系统模型种类与转换
2.7.2 状态及状态空间模型变转
2.7.3 组合系统的模型计算
本章小结
习题
3 线性系统的时域分析
3.1 线性定常连续系统状态方程的解
3.1.1 齐次状态方程的解
3.1.2 线性定常连续系统的状态转移矩阵
3.1.3 非齐次状态方程的解
3.1.4 系统的脉冲响应
3.2 状态转移矩阵计算
3.2.1 级数求和法
3.2.2 约旦规范形法
3.2.3 塞尔维斯特内插法
……
4 线性系统的能控性和能观性
5 李雅普诺夫稳定性分析
6 线性系统综合
7 很优控制原理
附录
参考文献