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現代控制理論(第2版全國高等學校自動化專業系列教材)

  • 作者：編者:張嗣瀛//高立群
  • 出版社：清華大學
  • ISBN：9787302450351
  • 出版日期：2017/02/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：358
人民幣：RMB 69 元      售價：元
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內容大鋼
    本書主要介紹現代控制理論的基礎知識，內容包括系統的狀態方程建立及解法，系統的能控性、能觀測性和穩定性等定性理論，極點配置、反饋解耦、觀測器設計等綜合理論，以及最優控制理論和狀態估計理論；同時，適當地介紹了魯棒控制、時滯系統反饋控制等比較前沿的知識以開闊學生視野；特別是將MATLAB語言的知識穿插到內容中，有利於培養學生利用電腦解決實際問題的能力。
    本書是高等學校自動化專業本科生教材，同時也適合一般工程技術人員自學所用。
作者介紹
編者:張嗣瀛//高立群
目錄
第1章  緒論
  1.1  控制理論的發展歷程簡介
  1.2  現代控制理論的主要內容
  1.3  本書的內容和特點
第2章  控制系統的狀態空間描述
  2.1  基本概念
    2.1.1  幾個定義
    2.1.2  狀態空間表達式的一般形式
    2.1.3  狀態空間表達式的系統方框圖
    2.1.4  狀態空間表達式的狀態變數圖
  2.2  傳遞函數與傳遞函數矩陣
    2.2.1  單輸入單輸出系統
    2.2.2  多輸入多輸出系統
  2.3  狀態空間表達式的建立
    2.3.1  由物理系統的機理直接建立狀態空間表達式
    2.3.2  由高階微分方程化為狀態空間描述
    2.3.3  由傳遞函數建立狀態空間表達式
  2.4  組合系統的狀態空間表達式
    2.4.1  並聯聯結
    2.4.2  串聯聯結
    2.4.3  反饋聯結
  2.5  線性變換
    2.5.1  系統狀態的線性變換
    2.5.2  把狀態方程變換為對角標準形
    2.5.3  把狀態方程化為若爾當標準形
    2.5.4  系統經狀態變換后特徵值及傳遞函數矩陣的不變性
  2.6  離散時間系統的狀態空間表達式
  2.7  用MATLAB分析狀態空間模型
  小結
  習題
第3章  狀態方程的解
  3.1  線性定常系統齊次狀態方程的解
  3.2  矩陣指數
    3.2.1  矩陣指數的性質
    3.2.2  幾個特殊的矩陣指數
    3.2.3  矩陣指數的計算
  3.3  線性定常連續系統非齊次狀態方程的解
  3.4  線性定常系統的狀態轉移矩陣
    3.4.1  基本概念
    3.4.2  線性定常系統的狀態轉移矩陣
    3.4.3  狀態轉移矩陣的性質
  3.5  線性時變系統狀態方程的解
    3.5.1  線性時變系統齊次狀態方程的解
    3.5.2  線性時變系統的狀態轉移矩陣
    3.5.3  線性時變系統非齊次狀態方程的解
  3.6  線性連續系統的時間離散化
    3.6.1  近似離散化
    3.6.2  線性連續系統狀態方程的離散化
  3.7  離散時間系統狀態方程的解
    3.7.1  遞推法求解線性離散系統的狀態方程

    3.7.2  z變換法
  3.8  利用MATLAB求解系統的狀態方程
  小結
  習題
第4章  線性系統的能控性與能觀測性
  4.1  定常離散系統的能控性
    4.1.1  定常離散系統的能控性定義
    4.1.2  單輸入離散系統能控性的判定條件
    4.1.3  多輸入離散系統能控性的判定條件
  4.2  定常連續系統的能控性
    4.2.1  線性定常連續系統的能控性定義
    4.2.2  線性定常連續系統的能控性判據
    4.2.3  線性定常連續系統的輸出能控性
    4.2.4  利用MATLAB判定系統能控性
  4.3  定常系統的能觀測性
    4.3.1  定常離散系統的能觀測性
    4.3.2  定常連續系統的能觀測性
    4.3.3  利用MATLAB判定系統能觀測性
  4.4  線性時變系統的能控性及能觀測性
    4.4.1  線性時變系統的能控性判據
    4.4.2  線性時變系統的能觀測性判據
  4.5  能控性與能觀測性的對偶關係
  4.6  線性定常系統的結構分解
    4.6.1  系統的能控性分解
    4.6.2  系統的能觀測性分解
    4.6.3  系統按能控性與能觀測性進行標準分解
  4.7  能控性、能觀測性與傳遞函數矩陣的關係
    4.7.1  單輸入單輸出系統
    4.7.2  多輸入多輸出系統
  4.8  能控標準形和能觀測標準形
    4.8.1  系統的能控標準形
    4.8.2  系統的能觀測標準形
  4.9  系統的實現
    4.9.1  單輸入單輸出系統的實現問題
    4.9.2  多輸入多輸出系統的實現問題
    4.9.3  傳遞函數矩陣的最小實現
  小結
  習題
第5章  控制系統的李雅普諾夫穩定性分析
  5.1  穩定性的基本概念
  5.2  李雅普諾夫穩定性理論
    5.2.1  李雅普諾夫第一方法
    5.2.2  李雅普諾夫第二方法
    5.2.3  幾點說明
  5.3  李雅普諾夫方法在線性系統中的應用
    5.3.1  用李雅普諾夫方法判斷線性系統的穩定性
    5.3.2  用李雅普諾夫函數求解參數最優化問題
    5.3.3  用李雅普諾夫函數估計線性系統動態響應的快速性
    5.3.4  利用MATLAB進行穩定性分析
  5.4  李雅普諾夫方法在非線性系統中的應用

    5.4.1  克拉索夫斯基方法
    5.4.2  變數?梯度法
  小結
  習題
第6章  狀態反饋和狀態觀測器
  6.1  狀態反饋的定義及其性質
  6.2  極點配置
    6.2.1  極點配置定理
    6.2.2  單輸入系統極點配置的演算法
    6.2.3  討論
    6.2.4  多輸入系統的極點配置
    6.2.5  利用MATLAB實現極點配置
  6.3  應用狀態反饋實現解耦控制
    6.3.1  問題的提出
    6.3.2  實現解耦控制的條件和主要結論
    6.3.3  演算法和推論
    6.3.4  利用MATLAB實現解耦控制
  6.4  狀態觀測器
    6.4.1  狀態觀測器的存在條件
    6.4.2  全維狀態觀測器
    6.4.3  降維狀態觀測器
    6.4.4  利用MATLAB設計狀態觀測器
  6.5  帶狀態觀測器的反饋系統
  6.6  線性不確定系統的魯棒控制
    6.6.1  問題的提出及不確定性的描述
    6.6.2  利用MATLAB 設計狀態反饋控制律
    6.6.3  時滯系統狀態反饋鎮定
    6.6.4  H∞控制簡介
  小結
  習題
第7章  最優控制
  7.1  最優控制問題
    7.1.1  兩個例子
    7.1.2  問題描述
  7.2  求解最優控制的變分方法
    7.2.1  泛函與變分法基礎
    7.2.2  歐拉方程
    7.2.3  橫截條件
    7.2.4  含有多個未知函數泛函的極值
    7.2.5  條件極值
    7.2.6  最優控制問題的變分解法
  7.3  最大值原理
    7.3.1  古典變分法的局限性
    7.3.2  最大值原理
    7.3.3  古典變分法與最小值原理
  7.4  動態規劃
    7.4.1  多級決策過程與最優性原理
    7.4.2  離散系統的動態規劃
    7.4.3  連續系統的動態規劃
    7.4.4  動態規劃與最大值原理的關係

  7.5  線性二次型性能指標的最優控制
    7.5.1  問題提出
    7.5.2  狀態調節器
    7.5.3  輸出調節器
    7.5.4  跟蹤問題
    7.5.5  利用MATLAB求解最優控制
  7.6  快速控制系統
    7.6.1  快速控制問題
    7.6.2  綜合問題
  小結
  習題
第8章  狀態估計
  8.1  隨機系統的描述
    8.1.1  狀態空間模型
    8.1.2  差分方程模型
  8.2  最小方差估計
  8.3  線性最小方差估計
  8.4  最小二乘估計
  8.5  投影定理
  8.6  卡爾曼濾波
    8.6.1  無控制項的線性動態系統的濾波
    8.6.2  一般線性動態系統的濾波
    8.6.3  帶有有色雜訊的線性動態系統的濾波
  8.7  利用MATLAB實現狀態估計
  小結
  習題
  參考文獻
附錄  AMATLAB軟體包簡介
  A.1  MATLAB介紹
  A.2  MATLAB工作環境
  A.3  MATLAB語言的程序設計
  A.4  利用MATLAB語言解決初等數學問題
  A.5  利用MATLAB語言解決高等數學問題
  A.6  MATLAB語言在線性代數中的應用
  A.7  MATLAB語言在控制工程中的應用

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