目錄

第1章緒論

1.1控制理論的發(fā)展歷程簡介

1.2現(xiàn)代控制理論的主要內(nèi)容

1.3本書的內(nèi)容和特點

第2章控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述

2.1基本概念

2.1.1幾個定義

2.1.2狀態(tài)空間表達式的一般形式

2.1.3狀態(tài)空間表達式的系統(tǒng)方框圖

2.1.4狀態(tài)空間表達式的狀態(tài)變量圖

2.2傳遞函數(shù)與傳遞函數(shù)矩陣

2.2.1單輸入單輸出系統(tǒng)

2.2.2多輸入多輸出系統(tǒng)

2.3狀態(tài)空間表達式的建立

2.3.1由物理系統(tǒng)的機理直接建立狀態(tài)空間表達式

2.3.2由高階微分方程化為狀態(tài)空間描述

2.3.3由傳遞函數(shù)建立狀態(tài)空間表達式

2.4組合系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達式

2.4.1并聯(lián)聯(lián)結

2.4.2串聯(lián)聯(lián)結

2.4.3反饋聯(lián)結

2.5線性變換

2.5.1系統(tǒng)狀態(tài)的線性變換

2.5.2把狀態(tài)方程變換為對角標準形

2.5.3把狀態(tài)方程化為若爾當標準形

2.5.4系統(tǒng)經(jīng)狀態(tài)變換后特征值及傳遞函數(shù)矩陣的

不變性

2.6離散時間系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達式

2.7用MATLAB分析狀態(tài)空間模型

小結

習題

第3章狀態(tài)方程的解

3.1線性定常系統(tǒng)齊次狀態(tài)方程的解

3.2矩陣指數(shù)

3.2.1矩陣指數(shù)的性質

3.2.2幾個特殊的矩陣指數(shù)

3.2.3矩陣指數(shù)的計算

3.3線性定常連續(xù)系統(tǒng)非齊次狀態(tài)方程的解

3.4線性定常系統(tǒng)的狀態(tài)轉移矩陣

3.4.1基本概念

3.4.2線性定常系統(tǒng)的狀態(tài)轉移矩陣

3.4.3狀態(tài)轉移矩陣的性質

現(xiàn)代控制理論(第2版)

目錄

3.5線性時變系統(tǒng)狀態(tài)方程的解

3.5.1線性時變系統(tǒng)齊次狀態(tài)方程的解

3.5.2線性時變系統(tǒng)的狀態(tài)轉移矩陣

3.5.3線性時變系統(tǒng)非齊次狀態(tài)方程的解

3.6線性連續(xù)系統(tǒng)的時間離散化

3.6.1近似離散化

3.6.2線性連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)方程的離散化

3.7離散時間系統(tǒng)狀態(tài)方程的解

3.7.1遞推法求解線性離散系統(tǒng)的狀態(tài)方程

3.7.2z變換法

3.8利用MATLAB求解系統(tǒng)的狀態(tài)方程

小結

習題

第4章線性系統(tǒng)的能控性與能觀測性

4.1定常離散系統(tǒng)的能控性

4.1.1定常離散系統(tǒng)的能控性定義

4.1.2單輸入離散系統(tǒng)能控性的判定條件

4.1.3多輸入離散系統(tǒng)能控性的判定條件

4.2定常連續(xù)系統(tǒng)的能控性

4.2.1線性定常連續(xù)系統(tǒng)的能控性定義

4.2.2線性定常連續(xù)系統(tǒng)的能控性判據(jù)

4.2.3線性定常連續(xù)系統(tǒng)的輸出能控性

4.2.4利用MATLAB判定系統(tǒng)能控性

4.3定常系統(tǒng)的能觀測性

4.3.1定常離散系統(tǒng)的能觀測性

4.3.2定常連續(xù)系統(tǒng)的能觀測性

4.3.3利用MATLAB判定系統(tǒng)能觀測性

4.4線性時變系統(tǒng)的能控性及能觀測性

4.4.1線性時變系統(tǒng)的能控性判據(jù)

4.4.2線性時變系統(tǒng)的能觀測性判據(jù)

4.5能控性與能觀測性的對偶關系

4.6線性定常系統(tǒng)的結構分解

4.6.1系統(tǒng)的能控性分解

4.6.2系統(tǒng)的能觀測性分解

4.6.3系統(tǒng)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(shù)矩陣的關系

4.7.1單輸入單輸出系統(tǒng)

4.7.2多輸入多輸出系統(tǒng)

4.8能控標準形和能觀測標準形

4.8.1系統(tǒng)的能控標準形

4.8.2系統(tǒng)的能觀測標準形

4.9系統(tǒng)的實現(xiàn)

4.9.1單輸入單輸出系統(tǒng)的實現(xiàn)問題

4.9.2多輸入多輸出系統(tǒng)的實現(xiàn)問題

4.9.3傳遞函數(shù)矩陣的最小實現(xiàn)

小結

習題

第5章控制系統(tǒng)的李雅普諾夫穩(wěn)定性分析

5.1穩(wěn)定性的基本概念

5.2李雅普諾夫穩(wěn)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(tǒng)中的應用

5.3.1用李雅普諾夫方法判斷線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性

5.3.2用李雅普諾夫函數(shù)求解參數(shù)最優(yōu)化問題

5.3.3用李雅普諾夫函數(shù)估計線性系統(tǒng)動態(tài)響應的快速性

5.3.4利用MATLAB進行穩(wěn)定性分析

5.4李雅普諾夫方法在非線性系統(tǒng)中的應用

5.4.1克拉索夫斯基方法

5.4.2變量�蔡荻确�

小結

習題

第6章狀態(tài)反饋和狀態(tài)觀測器

6.1狀態(tài)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(tǒng)極點配置的算法

6.2.3討論

6.2.4多輸入系統(tǒng)的極點配置

6.2.5利用MATLAB實現(xiàn)極點配置

6.3應用狀態(tài)反饋實現(xiàn)解耦控制

6.3.1問題的提出

6.3.2實現(xiàn)解耦控制的條件和主要結論

6.3.3算法和推論

6.3.4利用MATLAB實現(xiàn)解耦控制

6.4狀態(tài)觀測器

6.4.1狀態(tài)觀測器的存在條件

6.4.2全維狀態(tài)觀測器

6.4.3降維狀態(tài)觀測器

6.4.4利用MATLAB設計狀態(tài)觀測器

6.5帶狀態(tài)觀測器的反饋系統(tǒng)

6.6線性不確定系統(tǒng)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(tài)反饋控制律

6.6.3時滯系統(tǒng)狀態(tài)反饋鎮(zhèn)定

6.6.4H控制簡介

小結

習題

第7章最優(yōu)控制

7.1最優(yōu)控制問題

7.1.1兩個例子

7.1.2問題描述

7.2求解最優(yōu)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(shù)泛函的極值

7.2.5條件極值

7.2.6最優(yōu)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(tài)規(guī)劃

7.4.1多級決策過程與最優(yōu)性原理

7.4.2離散系統(tǒng)的動態(tài)規(guī)劃

7.4.3連續(xù)系統(tǒng)的動態(tài)規(guī)劃

7.4.4動態(tài)規(guī)劃與最大值原理的關系

7.5線性二次型性能指標的最優(yōu)控制

7.5.1問題提出

7.5.2狀態(tài)調節(jié)器

7.5.3輸出調節(jié)器

7.5.4跟蹤問題

7.5.5利用MATLAB求解最優(yōu)控制

7.6快速控制系統(tǒng)

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(tài)估計

8.1隨機系統(tǒng)的描述

8.1.1狀態(tài)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(tài)系統(tǒng)的濾波

8.6.2一般線性動態(tài)系統(tǒng)的濾波

8.6.3帶有有色噪聲的線性動態(tài)系統(tǒng)的濾波

8.7利用MATLAB實現(xiàn)狀態(tài)估計

小結

習題

參考文獻

附錄AMATLAB軟件包簡介

A.1MATLAB介紹

A.2MATLAB工作環(huán)境

A.3MATLAB語言的程序設計

A.4利用MATLAB語言解決初等數(shù)學問題

A.5利用MATLAB語言解決高等數(shù)學問題

A.6MATLAB語言在線性代數(shù)中的應用

A.7MATLAB語言在控制工程中的應用