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現代控制理論(微課版)/新型工業化人才培養新形態教材精品系列

  • 作者：編者:蔡林沁|責編:徐柏楊
  • 出版社：人民郵電
  • ISBN：9787115697455
  • 出版日期：2026/08/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：194
人民幣：RMB 59.8 元      售價：元
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內容大鋼
    本書以狀態空間模型為主線，系統地講述現代控制系統分析與綜合的基本理論與方法。本書主要內容包括緒論、控制系統的狀態空間描述、控制系統的運動分析、控制系統的能控性和能觀測性、控制系統的穩定性（涉及李雅普諾夫穩定性分析方法），以及控制系統的綜合（涉及閉環極點配置、鎮定問題、狀態觀測器設計、解耦控制、線性二次型最優控制等）。本書注重現代控制理論的基礎性與完整性，加強MATLAB在現代控制理論中的應用，注重培養讀者分析、設計控制系統的實踐能力與綜合素質。
    本書適合作為自動化及相關專業的教材，也可供控制工程相關領域的工程技術人員學習和參考。
作者介紹
編者:蔡林沁|責編:徐柏楊
目錄
第0章  緒論
  0.1  控制理論概述
  0.2  控制理論的發展
  0.3  現代控制理論的基本內容
  0.4  本書的定位與特色
第1章  控制系統的狀態空間描述
  1.1  控制系統的狀態空間概述
    1.1.1  基本概念
    1.1.2  動態系統的狀態空間描述
    1.1.3  系統的方框圖
    1.1.4  系統的狀態變數圖
  1.2  狀態空間表達式的建立
    1.2.1  由系統機理建立狀態空間表達式
    1.2.2  由微分方程或傳遞函數建立狀態空間表達式
    1.2.3  由方框圖建立狀態空間表達式
  1.3  傳遞函數與傳遞函數矩陣
    1.3.1  傳遞函數
    1.3.2  傳遞函數矩陣
    1.3.3  傳遞函數（矩陣）和狀態空間表達式的比較
  1.4  * 離散系統的數學描述
    1.4.1  動態方程空間表達式
    1.4.2  脈衝傳遞函數（矩陣）
  1.5  線性變換
    1.5.1  狀態向量的線性變換
    1.5.2  線性變換的基本特性
    1.5.3  將狀態空間表達式變換為標準型
  1.6  組合系統的動態方程
    1.6.1  並聯連接
    1.6.2  串聯連接
    1.6.3  反饋連接
  1.7  線性定常系統狀態空間模型的MATLAB實現
  本章小結
  本章習題
  上機練習
第2章  控制系統的運動分析
  2.1  線性定常系統齊次狀態方程的解
    2.1.1  直接解法——待定係數法
    2.1.2  間接解法——拉普拉斯變換法
  2.2  狀態轉移矩陣
    2.2.1  狀態轉移矩陣的基本性質
    2.2.2  狀態轉移矩陣的計算
  2.3  線性定常系統非齊次狀態方程的解
  2.4  * 線性時變系統的運動分析
    2.4.1  線性時變系統齊次狀態方程的解
    2.4.2  線性時變系統狀態轉移矩陣的基本性質
    2.4.3  線性時變系統狀態轉移矩陣的計算
    2.4.4  線性時變系統非齊次狀態方程的解
    2.4.5  線性時變系統的輸出
  2.5  * 線性離散系統的運動分析
    2.5.1  離散化模型

    2.5.2  線性定常離散系統的運動分析
    2.5.3  線性時變離散系統的運動分析
  2.6  線性系統運動分析的MATLAB實現
    2.6.1  線性定常連續系統運動分析的MATLAB實現
    2.6.2  線性時變連續系統運動分析的MATLAB實現
    2.6.3  線性定常離散系統運動分析的MATLAB實現
  本章小結
  本章習題
  上機練習
第3章  控制系統的能控性和能觀測性
  3.1  能控性和能觀測性概述
  3.2  線性連續系統的能控性與能觀測性的定義
    3.2.1  能控性的定義
    3.2.2  能觀測性的定義
  3.3  線性定常系統的能控性判據
  3.4  * 線性時變系統的能控性判據
  3.5  線性定常系統的能觀測性判據
  3.6  * 線性時變系統的能觀測性判據
  3.7  * 離散系統的能控性和能觀測性
    3.7.1  離散系統的能控性的定義
    3.7.2  離散系統的能控性判據
    3.7.3  離散系統的能觀測性的定義
    3.7.4  離散系統的能觀測性判據
  3.8  對偶原理
  3.9  能控標準型和能觀測標準型
    3.9.1  能控標準型
    3.9.2  能觀測標準型
  3.10  系統的結構分解
    3.10.1  按能控性分解
    3.10.2  按能觀測性分解
    3.10.3  同時按能控性和能觀測性進行分解
  3.11  傳遞函數矩陣的實現問題
    3.11.1  傳遞函數矩陣實現的基本問題
    3.11.2  能控標準型實現與能觀測標準型實現
    3.11.3  最小實現
    3.11.4  傳遞函數與能控性、能觀測性的關係
  3.12  系統能控性和能觀測性分析的MATLAB實現
  本章小結
  本章習題
  上機練習
第4章  控制系統的穩定性
  4.1  李雅普諾夫穩定性分析概述
  4.2  李雅普諾夫穩定性的定義
  4.3  李雅普諾夫第二法穩定性判據
  4.4  李雅普諾夫第二法在線性系統中的應用
    4.4.1  線性定常連續系統穩定性分析
    4.4.2  線性定常離散系統穩定性分析
  4.5  李雅普諾夫第二法在非線性系統中的應用
    4.5.1  克拉索夫斯基法
    4.5.2  * 變數梯度法

  4.6  李雅普諾夫第一法穩定性判據
    4.6.1  線性系統穩定性判據
    4.6.2  非線性系統穩定性判據
  4.7  系統穩定性分析的MATLAB實現
  本章小結
  本章習題
  上機練習
第5章  控制系統的綜合
  5.1  控制系統的綜合概述
  5.2  狀態反饋與輸出反饋
    5.2.1  狀態反饋
    5.2.2  輸出反饋
  5.3  反饋控制對能控性與能觀測性的影響
  5.4  閉環極點配置
    5.4.1  採用狀態反饋配置閉環極點
    5.4.2  採用線性非動態輸出反饋至參考輸入配置閉環極點
    5.4.3  鎮定問題
  5.5  狀態觀測器
    5.5.1  全維狀態觀測器
    5.5.2  閉環狀態觀測器極點配置
    5.5.3  降維狀態觀測器
  5.6  採用狀態觀測器的狀態反饋系統
  5.7  解耦控制
    5.7.1  採用前饋補償器實現解耦
    5.7.2  通過輸入變換與狀態反饋相結合實現解耦
  5.8  線性二次型最優控制
    5.8.1  線性二次型問題
    5.8.2  有限時間LQ最優控制
    5.8.3  無限時間LQ最優控制
  5.9  MATLAB在控制系統綜合中的應用
    5.9.1  用MATLAB求解閉環極點配置問題
    5.9.2  用MATLAB設計狀態觀測器
    5.9.3  用MATLAB設計LQ最優控制器
  本章小結
  本章習題
  上機練習

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