现代控制理论基础

前言
第1章 绪论
1.1 控制理论的发展
1.2 现代控制理论的基本内容
1.3 本书的内容和特点
第2章 控制系统的状态空间描述
2.1 引言
2.2 状态空间的基本概念
2.3 线性系统状态空间表达式的建立
2.3.1 根据系统的结构图建立状态空间表达式
2.3.2 根据系统的机理建立实际系统的状态空间表达式
2.3.3 由系统的微分方程建立状态空间表达式
2.3.4 由系统的传递函数建立状态空间表达式
2.4 线性系统状态空间表达式的线性变换及其标准型
2.4.1 状态空间表达式的非奇异线性变换
2.4.2 通过线性变换求状态空间表达式的标准型
2.5 由状态空间表达式求传递函数矩阵
2.6 组合系统的状态空间表达式及其传递函数矩阵
2.7 离散系统的状态空间描述
2.8 基于MATLAB的控制系统状态空间描述
小结
习题
第3章 线性系统状态空间表达式的解
3.1 引言
3.2 线性定常连续系统齐次状态方程的解
3.3 状态转移矩阵
3.3.1 状态转移矩阵的定义
3.3.2 状态转移矩阵的性质
3.3.3 几个特殊的矩阵指数函数
3.3.4 状态转移矩阵的计算
3.4 线性定常连续系统非齐次状态方程的解
3.5 线性时变系统的解
3.5.1 线性时变系统齐次状态方程的解
3.5.2 线性时变系统的状态转移矩阵
3.5.3 线性时变系统非齐次状态方程的解
3.6 离散系统的解
3.6.1 线性定常连续系统状态空间表达式的离散化
3.6.2 离散系统状态方程的解
3.7 利用MATLAB求解系统的响应
小结
习题
第4章 线性系统的可控性和可观性
4.1 引言
4.2 线性定常连续系统的可控性
4.2.1 连续系统状态可控性的定义
4.2.2 线性定常系统的可控性判据
4.2.3 输出可控性
4.3 线性定常连续系统的可观性
4.3.1 可观性的定义
4.3.2 线性定常系统的可观性判据
4.4 线性定常离散系统的可控性和可观性
4.4.1 线性定常离散系统的可控性
4.4.2 线性定常离散系统的可观性
4.4.3 采样周期对离散化系统可控性和可观性的影响
4.5 可控标准型和可观标准型
4.5.1 可控标准型
4.5.2 可观标准型
4.6 时变系统的可控性和可观性
4.6.1 时变系统的可控性
4.6.2 时变系统的可观性
4.7 线性系统可控性与可观性的对偶关系
4.8 线性系统的结构分解
4.8.1 系统按可控性进行结构分解
4.8.2 系统按可观性进行结构分解
4.8.3 系统按可控性和可观性进行结构分解
4.9 传递函数矩阵的实现问题及其与可控性、可观性的关系
4.9.1 传递函数矩阵
4.9.2 多输入多输出系统的开环和闭环传递函数矩阵
4.9.3 传递函数矩阵的实现问题
4.9.4 可控性、可观性与传递函数矩阵的关系
4.1 0利用MATLAB进行可控性和可观性分析
小结
习题
第5章 线性定常系统的状态反馈和状态
观测器设计
5.1 引言
5.2 状态反馈与闭环系统极点的配置
5.2.1 状态反馈
5.2.2 状态反馈极点配置（单输入系统）
5.3 状态反馈在系统综合中的其他应用
5.3.1 系统镇定问题
5.3.2 系统解耦问题
5.4 输出反馈与极点配置
5.4.1 输出反馈
5.4.2 输出反馈极点配置
5.5 状态观测器
5.5.1 状态观测器的提出及分类
5.5.2 全维状态观测器
5.6 带有全维状态观测器的状态反馈系统
5.7 MATLAB在状态反馈和状态观测器设计中的应用
小结
习题
第6章 李雅普诺夫稳定性分析
6.1 引言
6.2 李雅普诺夫稳定性的基本概念
6.2.1 自治系统、平衡状态和受扰运动
6.2.2 范数
6.2.3 李雅普诺夫意义下的稳定
6.3 李雅普诺夫稳定性的判别方法
6.3.1 李雅普诺夫第一法
6.3.2 李雅普诺夫第二法
6.4 李雅普诺夫稳定性方法在线性系统中的应用
6.4.1 李雅普诺夫第二法在线性定常系统中的应用
6.4.2 李雅普诺夫第二法在线性时变系统中的应用
6.5 李雅普诺夫稳定性方法在非线性系统中的应用
6.5.1 克拉索夫斯基方法
6.5.2 变量梯度法
6.6 利用MATLAB进行系统稳定性分析
小结
习题
第7章 最优控制
7.1 引言
7.2 最优控制的基本概念
7.3 最优控制中的变分法
7.3.1 泛函与变分
7.3.2 欧拉方程
7.3.3 变分法在最优控制中的应用
7.4 极小值原理
7.4.1 古典变分法的局限性
7.4.2 连续系统的极小值原理
7.4.3 离散系统的极小值原理
7.4.4 最小时间控制
7.4.5 最小能量控制
7.5 线性二次型问题的最优控制
7.5.1 线性二次型问题
7.5.2 状态调节器问题
7.5.3 输出调节器问题
7.6 动态规划
7.6.1 多级决策问题
7.6.2 离散动态规划
7.7 利用MATLAB求解最优控制
小结
习题
附录
附录A矩阵论基础
附录B基于MATLAB的反馈控制系统的
分析与设计
参考文献