現代控制理論基礎

目 錄
緒論\t1
0．1 經典控制理論\t1
0．2 現代控制理論\t2
0．3 本書的內容和特點\t3
第1章 線性系統的狀態(tài)空間模型\t4
1．1 狀態(tài)空間分析法\t4
1．1．1 例子\t4
1．1．2 狀態(tài)變量和狀態(tài)向量\t6
1．1．3 狀態(tài)空間和狀態(tài)空間模型\t6
1．2 狀態(tài)空間模型的建立\t10
1．2．1 由系統機理建立狀態(tài)空間模型\t10
1．2．2 由系統框圖求狀態(tài)空間模型\t13
1．3 由外部模型化為內部模型及其標準型\t15
1．3．1 傳遞函數中沒有零點時的標準Ⅰ型和標準Ⅱ型實現\t16
1．3．2 傳遞函數有零點時的標準Ⅰ型和標準Ⅱ型實現\t19
1．3．3 約當標準型\t26
1．4 由狀態(tài)空間方程求傳遞函數陣\t31
1．4．1 傳遞函數陣的定義\t32
1．4．2 由狀態(tài)空間模型求傳遞函數陣\t32
1．5 離散時間系統的狀態(tài)空間模型\t35
1．5．1 狀態(tài)空間方程\t35
1．5．2 狀態(tài)結構圖\t37
1．6 狀態(tài)向量的線性變換\t38
1．6．1 狀態(tài)向量的線性變換\t38
1．6．2 系統特征值的不變性\t39
1．6．3 化系統矩陣A為標準型\t42
1．7 系統模型的MATLAB表示及其相互轉換\t54
1．7．1 系統模型間的轉換\t54
1．7．2 系統的非奇異線性變換與狀態(tài)空間標準型\t57
習題\t60
第2章 線性系統的運動分析\t62
2．1 狀態(tài)方程的齊次解（自由解）\t62
2．2 狀態(tài)轉移矩陣\t64
2．3 線性系統的運動分析\t73
2．3．1 線性系統的運動規(guī)律\t73
2．3．2 特定輸入下線性系統的狀態(tài)響應\t75
2．4 連續(xù)系統的時間離散化\t78
2．4．1 問題的提出\t78
2．4．2 三點基本假設\t78
2．4．3 線性定常連續(xù)系統狀態(tài)空間方程的離散化\t79
2．4．4 近似離散化\t81
2．5 線性定常離散系統的運動分析\t82
2．5．1 線性定常離散系統齊次狀態(tài)方程的解\t82
2．5．2 狀態(tài)轉移矩陣\t82
2．5．3 線性定常離散系統狀態(tài)方程的解\t84
2．6 MATLAB在線性系統的運動分析中的應用\t88
2．6．1 計算系統的狀態(tài)轉移矩陣\t88
2．6．2 求解狀態(tài)方程\t89
習題\t92
第3章 線性系統的能控性與能觀測性\t95
3．1 線性連續(xù)系統的能控性\t95
3．1．1 狀態(tài)能控性的含義\t95
3．1．2 狀態(tài)能控性的定義\t97
3．1．3 狀態(tài)能控性判據\t97
3．1．4 線性定常連續(xù)系統的輸出能控性\t102
3．2 線性連續(xù)系統的能觀測性\t103
3．2．1 狀態(tài)能觀測性的含義\t103
3．2．2 狀態(tài)能觀測性的定義\t104
3．2．3 線性定常連續(xù)系統的狀態(tài)能觀測性判別\t105
3．3 線性離散系統的能控性與能觀測性\t109
3．3．1 線性定常離散系統的狀態(tài)能控性與能達性\t109
3．3．2 線性定常離散系統的狀態(tài)能觀測性\t112
3．3．3 離散化線性定常系統的狀態(tài)能控性和能觀測性\t114
3．4 能控性與能觀測性的對偶關系\t115
3．5 能控標準型與能觀測標準型\t117
3．5．1 系統的能控標準型\t117
3．5．2 單變量系統的能觀測標準型\t122
3．6 線性定常系統的結構分解\t124
3．6．1 能控性結構分解\t125
3．6．2 能觀測性結構分解\t128
3．6．3 系統狀態(tài)的標準分解\t129
3．7 傳遞函數矩陣的實現問題\t133
3．7．1 SISO系統的實現\t133
3．7．2 MIMO系統的實現\t137
3．8 MATLAB在線性系統的能控性與能觀測性分析中的應用\t143
習題\t150
第4章 控制系統的穩(wěn)定性分析\t153
4．1 李雅普諾夫穩(wěn)定性的基本概念\t153
4．1．1 平衡狀態(tài)\t153
4．1．2 李雅普諾夫穩(wěn)定性定義\t154
4．2 李雅普諾夫判定穩(wěn)定性的方法\t156
4．2．1 李雅普諾夫第一方法\t156
4．2．2 李雅普諾夫第二方法\t159
4．3 李雅普諾夫第二方法在線性系統分析中的應用\t167
4．3．1 線性定常連續(xù)系統穩(wěn)定性分析\t167
4．3．2 線性定常離散系統的穩(wěn)定性分析\t170
4．4 線性定常系統的穩(wěn)定性分析\t173
4．5 MATLAB在控制系統的穩(wěn)定性分析中的應用\t176
習題\t178
第5章 線性定常系統的綜合\t180
5．1 反饋控制結構\t180
5．2 極點配置\t182
5．2．1 采用狀態(tài)反饋配置極點\t182
5．2．2 具有輸入變換器和串聯補償器的狀態(tài)反饋極點配置\t187
5．2．3 跟蹤控制器設計\t189
5．2．4 輸出反饋極點配置\t193
5．3 狀態(tài)重構與狀態(tài)觀測器的設計\t194
5．3．1 狀態(tài)重構原理\t194
5．3．2 全維狀態(tài)觀測器的設計\t196
5．3．3 降維狀態(tài)觀測器的設計\t198
5．4 帶觀測器狀態(tài)反饋系統的綜合\t204
5．4．1 系統的結構與數學模型\t204
5．4．2 閉環(huán)系統的基本特性\t205
5．5 MATLAB在線性系統的綜合中的應用\t208
習題\t209
第6章 狀態(tài)空間分析法在工程中的應用\t211
6．1 單倒立擺控制系統的狀態(tài)空間設計\t211
6．2 大型橋式吊車行車控制系統的狀態(tài)空間設計\t216
6．2．1 調節(jié)對象――橋式吊車（行車）狀態(tài)空間方程的建立\t216
6．2．2 行車系統的性能分析\t220
6．2．3 利用極點配置法設計全狀態(tài)反饋調節(jié)器\t222
6．2．4 全維狀態(tài)觀測器設計\t225
參考文獻\t230