現(xiàn)代控制理論（浙江省高等教育重點建設(shè)教材）
定 價：20 元
叢書名：新坐標大學本科電子信息類專業(yè)系列教材
- 作者：俞立
- 出版時間：2007/4/1
- ISBN：9787302146575
- 出 版 社：清華大學出版社
- 中圖法分類：O231
- 頁碼：
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16
本書是適應(yīng)自動化學科的發(fā)展，為自動化及其相關(guān)專業(yè)本科生編寫的教材。本書以加強基礎(chǔ)、突出處理問題的思維方法、培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力為原則，詳細介紹了基于狀態(tài)空間模型的線性系統(tǒng)分析和綜合方法，包括狀態(tài)空間模型的建立、系統(tǒng)的運動分析、系統(tǒng)的能控性和能觀性、李雅普諾夫穩(wěn)定性理論、極點配置、狀態(tài)觀測器設(shè)計以及線性二次型最優(yōu)控制。本書敘述深入淺出，理論聯(lián)系實際，盡可能從實際背景的分析中提出要討論的問題、概念和方法。在介紹系統(tǒng)分析和控制系統(tǒng)設(shè)計方法的同時，也給出了相應(yīng)的MATLAB函數(shù)，便于讀者利用MATLAB軟件來有效求解控制系統(tǒng)的一些計算和仿真問題，以加深對概念和方法的理解。
本書適合于作自動化及其相關(guān)專業(yè)的高年級本科生、研究生教材，也可供相關(guān)工程技術(shù)人員學習參考。
前言
本書是一本現(xiàn)代控制理論方面的入門教材。本著加強基礎(chǔ)、突出處理問題的思維方法、培養(yǎng)學生分析問題和解決問題能力的原則，本書詳細介紹了基于狀態(tài)空間模型的線性系統(tǒng)分析和綜合方法。
本書共分7章，其內(nèi)容概括如下： 緒論部分介紹了現(xiàn)代控制理論的發(fā)展以及與經(jīng)典控制理論的區(qū)別； 第1章研究了控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型，從機理方法推導了對象的狀態(tài)空間模型，闡述了控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)模型和狀態(tài)空間模型之間的關(guān)系和相互轉(zhuǎn)換； 第2章基于狀態(tài)空間模型分析了系統(tǒng)運動特性； 第3章分析了系統(tǒng)的能控性和能觀性； 第4章研究系統(tǒng)的穩(wěn)定性，介紹了李雅普諾夫穩(wěn)定性方法； 第5章研究了控制系統(tǒng)的設(shè)計問題，介紹了極點配置方法，并針對極點配置存在的不足，提出了伺服系統(tǒng)的設(shè)計方法； 針對實際系統(tǒng)中狀態(tài)不可直接測量的現(xiàn)象； 第6章介紹了狀態(tài)觀測器及其設(shè)計方法，并在此基礎(chǔ)上進一步提出了基于狀態(tài)觀測器的控制系統(tǒng)設(shè)計方法和分離性原理； 結(jié)合系統(tǒng)的二次型性能指標； 第7章介紹了線性二次型最優(yōu)控制問題及其求解方法。
本書敘述深入淺出，理論聯(lián)系實際，盡可能從實際背景的分析中來引入要研究的問題、概念和方法。采用從簡單到復雜、從特殊到一般的處理方式提出解決問題的思路和方法，避免繁瑣的數(shù)學推導和證明，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。MATLAB作為一種基本工具，用于分析、計算、設(shè)計和仿真研究，具有很好的效果。在介紹系統(tǒng)分析和控制系統(tǒng)設(shè)計方法的同時給出了相應(yīng)的MATLAB函數(shù)，通過仿真例子以檢驗分析和設(shè)計方法的效果，便于讀者加深對控制系統(tǒng)分析和設(shè)計方法的理解。每章后面的習題旨在檢驗讀者對內(nèi)容的掌握，特別強調(diào)了對書中所介紹的基本概念、方法和主要結(jié)果的理解。
本書是作者結(jié)合自己長期從事現(xiàn)代控制理論教學與科研的經(jīng)驗，在參閱并吸取了國內(nèi)外優(yōu)秀教材相關(guān)內(nèi)容的基礎(chǔ)上完成。該書出版前的講義已在多所院校自動化專業(yè)的現(xiàn)代控制理論課程中作為教材使用，并不斷得到修改和完善。本書的編寫得到了教育部優(yōu)秀青年教師教學科研獎勵計劃和浙江省高校重點教材建設(shè)計劃的支持，在此，作者深表謝意。
限于作者水平，書中仍會有一些錯誤和不妥之處，懇請廣大讀者和專家給予批評指正。
作者
2006年10月于杭州
lyu@zjut.edu.cn
目錄
緒論
第1章控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型
1.1狀態(tài)空間模型
1.1.1狀態(tài)空間模型表達式
1.1.2實例
1.2傳遞函數(shù)和狀態(tài)空間模型間的轉(zhuǎn)換
1.2.1由傳遞函數(shù)導出狀態(tài)空間模型
1.2.2由狀態(tài)空間模型確定傳遞函數(shù)
1.3利用MATLAB進行系統(tǒng)模型間的相互轉(zhuǎn)換
1.4狀態(tài)空間模型的性質(zhì)
習題
第2章系統(tǒng)的運動分析
2.1齊次狀態(tài)方程的解
2.2狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣
2.2.1狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的性質(zhì)
2.2.2狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的計算
2.3非齊次狀態(tài)方程的解
2.3.1直接法
2.3.2拉普拉斯變換法
2.4使用MATLAB對狀態(tài)空間模型進行分析
2.4.1單位階躍響應(yīng)
2.4.2脈沖響應(yīng)
2.4.3初始狀態(tài)響應(yīng)
2.4.4任意輸入信號響應(yīng)
2.5離散時間狀態(tài)空間模型
2.5.1連續(xù)時間狀態(tài)空間模型的離散化
2.5.2離散時間狀態(tài)空間模型的運動分析
習題
第3章能控性和能觀性分析
3.1系統(tǒng)的能控性
3.1.1能控性定義
3.1.2能控性判據(jù)
3.1.3能控性的性質(zhì)
3.1.4輸出能控性
3.2系統(tǒng)的能觀性
3.3能控能觀性的對偶原理
3.4基于傳遞函數(shù)的能控能觀性條件
習題
第4章系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
4.1李雅普諾夫意義下的穩(wěn)定性
4.1.1平衡狀態(tài)
4.1.2李雅普諾夫意義下的穩(wěn)定性
4.1.3能量函數(shù)
4.2李雅普諾夫穩(wěn)定性定理
4.3線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
4.3.1李雅普諾夫方程處理方法
4.3.2線性矩陣不等式處理方法
4.4李雅普諾夫穩(wěn)定性方法在控制系統(tǒng)分析中的應(yīng)用
4.4.1漸近穩(wěn)定線性系統(tǒng)時間常數(shù)的估計
4.4.2參數(shù)優(yōu)化問題
4.4.3基于李雅普諾夫穩(wěn)定性理論的控制器設(shè)計
4.5離散時間系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
習題
第5章狀態(tài)反饋控制器設(shè)計
5.1線性反饋控制系統(tǒng)
5.1.1控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
5.1.2反饋控制的一些性質(zhì)
5.1.3兩種反饋形式的討論
5.2穩(wěn)定化狀態(tài)反饋控制器設(shè)計
5.2.1黎卡提方程處理方法
5.2.2線性矩陣不等式處理方法
5.3極點配置
5.3.1問題的提出
5.3.2極點配置問題可解的條件和方法
5.3.3極點配置狀態(tài)反饋控制器的設(shè)計算法
5.3.4愛克曼公式
5.3.5應(yīng)用MATLAB求解極點配置問題
5.4跟蹤控制器設(shè)計
習題
第6章狀態(tài)觀測器設(shè)計
6.1觀測器設(shè)計
6.2基于觀測器的控制器設(shè)計
6.3降階觀測器設(shè)計
習題
第7章線性二次型最優(yōu)控制
7.1二次型最優(yōu)控制
7.2應(yīng)用MATLAB求解二次型最優(yōu)控制問題
7.3離散時間系統(tǒng)的線性二次型最優(yōu)控制
習題
參考文獻
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