现代控制系统设计理论的新发展(第3版)

本书详细介绍了一个与60多年来的现代控制理论中最基本的设计原则——分离原则接近不同的综合设计原则。这一设计新原则将综合根据观测器设计的结果和受控系统输出观测的关键参数，来设计一个允许只针对部分受控系统状态的状态反馈控制——“广义状态反馈控制”。这一部分系统状态的数目等于观测器，即反馈控制器的阶数。这一阶数将首次根据不同的实际受控系统条件和不同的实际设计要求来接近自由地调整决定，也将因此接近统一现有的状态反馈控制和静态输出反馈控制。这一广义状态反馈控制的最重要的鲁棒性即可靠性，能保证在绝大部分受控系统条件下被实现，而现有的状态反馈控制的鲁棒性在绝大多数受控系统条件下不能被实现。这一广义状态反馈控制不但比整个控制理论中的其他基本控制形式有效得多，而且其实际设计的方法在解析和计算两方面都在本书中得到了重大改进。因此，本书不仅丰富和发展了自动控制理论，特别是现代控制论，而且还为这一理论的广泛实际应用创造了必要的条件。本书所含内容及表达方式简单明了，并附有大量例子和习题，可作为相关专业的教科书。

崔家骥， 博士，1979年获加拿大康考迪亚大学计算机系学士学位，于1980年和1983年分别获得纽约州立大学石溪大学电机工程系的硕士学位和博士学位，曾在美国东北大学，纽约市立大学, 以及德锐大学纽约分部任教，主要研究领域为线性控制系统设计理论，特别是鲁棒控制设计理论。主要著作包括Robust Control System Design ，《现代控制系统设计理论的新发展》。

第1章系统的数学模型和基本性质
1.1两类不同的数学模型
1.2状态空间模型的特征分解
1.3系统的阶数和能控能观性质
1.4系统的零极点
习题
第2章单一系统的性能与敏感性
2.1系统的性能
2.2系统的敏感性和鲁棒性
2.2.1特征值的敏感性（鲁棒性）
2.2.2系统稳定性的敏感性（鲁棒稳定性）
习题
第3章反馈控制系统的敏感性
3.1反馈控制系统的敏感性和环路传递函数
3.1.1对于受控系统数学模型误差的敏感性
3.1.2对于控制输入扰动的敏感性
3.2状态空间理论中反馈控制系统的敏感性
3.2.1状态反馈控制结构
3.2.2静态输出反馈控制结构
3.2.3观测器反馈控制结构［环路传递恢复（LTR）］
第4章一个新的反馈控制设计原则和途径
4.1观测器设计的一个基本概念——从观测器状态和系统输出观测直接产生状态反馈控制信号
4.2观测器反馈系统的性能（分离定理）
4.3现有状态空间设计与分离原则的八个不合理（Tsui，2006，2012）
4.3.1不成立的基本假设
4.3.2不考虑关键参数
4.3.3颠倒的设计顺序
4.3.4不必要的设计要求
4.3.5放弃合理的控制结构
4.3.6不能实现鲁棒性
4.3.7特别强弱的控制
4.3.8特别的控制结构
4.4一个新的和能实现广义状态反馈控制的鲁棒性的设计原则和输出反馈控制器
习题
第5章计算矩阵方程TA－FT＝LC的解
5.1系统的能观海森伯格型的计算
5.1.1单输出系统
5.1.2多输出系统
5.2矩阵方程TA－FT＝LC的解的计算
5.2.1不重复的实数特征值（1×1的约当块）
5.2.2共轭复数和重复的特征值（大于1×1的约当块）
习题
第6章观测器设计一：实现反馈控制的鲁棒性
6.1矩阵方程TB＝0的解的计算
6.2例子和分析
6.3对现有的两个基本反馈控制结构的接近统一
6.4用自由调节观测器的阶数来调节反馈系统的性能和鲁棒性（Tsui，1999c）
习题
第7章观测器设计二：其他特殊目的的观测器
7.1最小阶线性函数观测器设计
7.1.1对这一问题的最重大的理论进展——简化成最简单的设计公式
7.1.2这一设计公式的计算程序和结果——可以保证的观测器阶数的上限
7.1.3最可能低的观测器阶数的上限——最可能好的理论结果——整个问题已经解决
7.2故障检测、定位与控制的观测器设计
7.2.1故障的模型以及故障检测和定位的设计公式与要求
7.2.2故障检测和定位设计的计算程序
7.2.3故障的自适应容错控制（Tsui，1997）
7.2.4系统模型误差和观测噪声的影响和处理（Tsui，1994b）
习题
第8章反馈控制设计——特征值（极点）的配置
8.1特征值（极点）的选择
8.2用状态反馈控制配置特征值
8.3用广义状态反馈控制配置极点
8.4对广义状态反馈控制设计的调整（Tsui，2005）
8.5关于特征结构配置设计的小结
习题
第9章反馈控制设计二——特征向量的配置
9.1数值迭代方法（Kautskyet al.，1985）
9.2解析解耦的方法
9.3整个特征值和特征向量配置的总结
……