现代控制理论(祝海江)

本书主要包括了现代控制理论中线性系统状态空间模型的建立、线性系统状态空间分析、状态反馈与极点配置及状态观测器，以及采样控制系统的分析与非线性控制系统的分析等内容。本书通过大量的例题与习题使学生能够逐步掌握各章的重点内容，并在内容安排上力求模块化，便于教学设计与学生自学。 本书结合课程知识点，提供了关于控制专家及教育家的爱国情怀阅读资料，并以国家重大工程为例说明现代控制理论相关知识的应用，引导学生树立热爱科学、崇尚科学的理想情怀。此外，本书还提供了现代控制理论在产业中的应用案例。 本书为高等学校现代控制理论课程教材，适用于自动化、电气工程及其自动化、机器人工程、测控技术与仪器等相关专业，并对从事控制工程领域工作的相关工程技术人员具有参考价值。

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第1章 绪论 1.1 控制技术发展概述 　 001 1.2 控制理论发展概述 　 002 1.3 现代控制理论与经典控制理论比较 　 003 拓展阅读　控制科学家钱学森的家国情怀 　 004 第2章 线性系统状态空间分析法 2.1 状态空间模型 　 005 2.1.1 系统状态空间的基本概念 005 2.1.2 系统状态空间表达式建立 007 2.2 线性系统的状态空间分析 　 017 2.2.1 状态空间模型的求解 017 2.2.2 线性定常系统的能控性与能观测性 023 2.3 状态反馈与极点配置 　 038 2.3.1 系统综合问题概述 038 2.3.2 状态反馈与输出反馈 039 2.3.3 状态反馈极点配置 040 2.4 状态观测器 　 045 2.4.1 全维状态观测器 045 2.4.2 最小阶状态观测器 050 2.4.3 分离原理 055 本章小结 　 057 拓展阅读　现代控制理论在“天问一号”中的应用 　 057 习题 　 057 第3章 采样控制系统分析方法 3.1 概述 　 061 3.2 采样与保持 　 062 3.3 采样信号的Z 变换 　 069 3.4 离散系统的数学模型 　 075 3.5 离散系统的求解 　 085 3.6 采样控制系统的性能分析 　 090 3.6.1 采样系统的稳定性分析 090 3.6.2 采样系统的稳态特性分析 095 3.6.3 采样系统的动态特性分析 100 3.7 离散系统的设计 　 102 本章小结 　 108 拓展阅读　中国现代控制理论的开拓者——关肇直 　 108 习题 　 108 第4章 非线性控制系统分析方法 4.1 概述 　 111 4.2 李雅普诺夫稳定性分析方法　 116 4.3 描述函数法 　 130 4.4 相平面法 　 139 本章小结 　 145 拓展阅读　李雅普诺夫客观求实的科创精神 　 145 习题 　 146 附录 附录1 应用案例 　 148 案例1 基于扩张状态观测器的双关节机械臂迭代学习控制方法 148 案例2 永磁同步电机快速终端滑模控制 152 附录2 数学基础知识 　 156 附录3 常用时域函数拉氏变换和Z 变换表（附表4） 　 157 部分习题参考答案 参考文献