现代控制系统

全书吸收了现代控制系统的近期新研究成果，重视理论与实际的结合，在阐述理论和方法时，注重物理意义的解释，尽量减少繁杂的数学推导，并适当引入了工程设计的实例，使读者对这些方法有较全面的了解和认识，并能正确地运用这些方法来解决工程中的实际问题。本书从工程实践角度出发，系统地介绍现代控制系统的理论和方法。全书包括了现代控制系统的5个基本分支： 线性控制系统（线性控制系统状态空间分析、线性反馈控制系统综合与设计）、很优控制（变分法与很优控制、很小值原理及其应用、动态规划、线性二次型很优控制、线性系统的鲁棒及很优控制）、很优估计（基本估计方法、很优滤波）、系统辨识（建模与系统辨识基础、非参数辨识方法、很小二乘辨识、极大似然估计、系统辨识中的实际问题）和自适应控制（参考模型自适应控制系统、自校正控制）。本书可以作为控制类、电气信息类各专业高年级学生和研究生教材，也可以供广大工程
技术人员和其他大专院校专业师生参考。

肖建男，湖南衡阳人，1989年获工学博士学位。现为西南交通大学电气工程学院教授、博士生导师。1991—1993年意大利米兰工业大学电子与信息工程系博士后，2003年奥地利莱奥本大学客座教授。四川省学术与技术带头人，铁道部有突出贡献中青年专家。1993年起享受国务院特殊津贴，2000年获铁道部很好教师称号。兼任中国仪器仪表学会理事，四川省自动化与仪器仪表学会副理事长，四川省电机工程学会理论电工专委会主任委员。先后任湖南大学、华东交通大学和兰州交通大学等高校的兼职教授。长期从事自动控制，铁道电气化，电力电子与电力传动的科研和教学工作。先后完成30余项国家、省部级或企业委托的科研项目。在靠前，靠前学术期刊和靠前会议上发表300余篇有关论文，其中60余篇被SCI收录，200余篇被EI收录，著作4部。

第1篇线性控制系统分析与设计
第1章线性控制系统状态空间分析
1.1系统的状态空间描述
1.2线性定常系统的运动分析
1.3离散时间系统
1.4能控性与能观测性
1.5能控规范型和能观测规范型
1.6系统的结构分解
1.7线性系统的稳定性
习题
第2章线性反馈控制系统综合与设计
2.1线性反馈控制
2.2极点配置
2.2.1极点配置定理与单输入系统状态反馈极点配置方法
2.2.2多输入系统状态反馈极点配置方法
2.2.3输出反馈极点配置
2.2.4特征结构配置
2.2.5系统镇定问题
2.3状态重构问题与状态观测器
2.3.1全维状态观测器
2.3.2带状态观测器的状态反馈控制系统的特性
2.4解耦控制
2.4.1前馈补偿器解耦
2.4.2静态解耦
2.4.3动态解耦
2.5渐近跟踪鲁棒调节器
2.6基于传递函数描述的反馈控制系统设计
2.6.1极点配置控制器的复频域设计
2.6.2极点配置控制器的参数化
2.6.3闭环稳定化控制器的参数化
习题
第2篇最 优控制
第3章变分法与最 优控制
3.1最 优控制问题的数学描述
3.2泛函与变分
3.3终端时刻tf固定的最 优控制问题
3.4未定终端时间的变分问题
习题
第4章最 小值原理及其应用
4.1连续时间系统的最 小值原理
4.2时间最 优控制问题
4.3燃料最 优控制
4.4奇异控制
习题
第5章动态规划
5.1最 优性原理
5.2贝尔曼方程与离散时间系统的动态规划
5.3连续时间系统的动态规划与哈密顿—雅可比方程
习题
第6章线性二次型最 优控制
6.1二次型性能指标
6.2状态调节器问题
6.2.1有限时间状态调节器问题
6.2.2无限时间状态调节器问题
6.3输出调节器问题
6.4跟踪问题
6.5离散时间系统二次型优化控制
习题
第7章线性系统的鲁棒及最 优控制
7.1鲁棒控制的基本概念和数学基础
7.2线性矩阵不等式基础
7.3H∞控制
7.4基于LMI的线性不确定系统的鲁棒稳定性及鲁棒镇定
习题
第3篇最 优估计
第8章最 优估计理论
8.1最 小二乘估计
8.2最 小方差估计
8.3极大似然估计与极大验后估计
习题
第9章最 优滤波理论
9.1线性系统卡尔曼滤波
9.2非线性系统卡尔曼滤波
9.2.1广义卡尔曼滤波
9.2.2无轨迹卡尔曼滤波
习题
第4篇系统辨识
第10章建模与系统辨识基础
10.1数学模型
10.2辨识实验输入信号
习题
第11章非参数辨识方法
11.1阶跃响应法
11.2相关分析法
习题
第12章最 小二乘辨识
12.1最 小二乘（LS）估计的批处理算法
12.2最 小二乘估计的统计特性
12.3递推最 小二乘（RLS）估计
12.4广义最 小二乘法
12.5扩充最 小二乘法
12.6辅助变量法
习题
第13章极大似然估计
13.1极大似然估计原理
13.2极大似然估计算法
13.3预报误差法
习题
第14章系统辨识中的实际问题
14.1辨识试验信号的设计
14.2采样周期和试验长度的选择
14.3数据的预处理
14.4模型结构的确定
14.5模型检验
14.6闭环系统辨识
习题
第5篇自适应控制
第15章参考模型自适应控制系统
15.1基于局部参数最 优化技术的设计方法
15.2基于李雅普诺夫稳定性理论的设计方法
15.3基于超稳定性理论的设计方法
习题
第16章自校正控制
16.1最 小方差自校正控制
16.2广义最 小方差自校正控制
16.3极点配置自校正控制
习题
参考文献