現代控制理論與應用

目 錄
第1章 基礎知識\t（1）
1．1 拉普拉斯變換\t（1）
1．1．1 拉普拉斯變換的基本概念\t（1）
1．1．2 拉普拉斯反變換\t（5）
1．2 矩陣\t（9）
1．2．1 矩陣的定義\t（9）
1．2．2 余子式、代數余子式和伴隨矩陣\t（9）
1．2．3 主子行列式\t（10）
1．2．4 矩陣的秩\t（10）
1．2．5 矩陣的初等變換\t（10）
1．2．6 逆矩陣\t（11）
1．3 習題\t（13）
第2章 控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述\t（14）
2．1 狀態(tài)的概念\t（14）
2．2 控制系統(tǒng)中狀態(tài)的基本概念\t（15）
2．3 控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達式\t（15）
2．4 狀態(tài)空間表達式的一般形式\t（17）
2．5 根據系統(tǒng)的物理機理建立狀態(tài)空間表達式\t（18）
2．5．1 機械系統(tǒng)\t（18）
2．5．2 電網絡系統(tǒng)\t（23）
2．5．3 狀態(tài)變量的選取問題\t（29）
2．6 流體系統(tǒng)\t（32）
2．6．1 液位系統(tǒng)\t（32）
2．6．2 氣動系統(tǒng)\t（35）
2．6．3 線性化方法\t（37）
2．6．4 液壓系統(tǒng)\t（38）
2．7 根據系統(tǒng)微分方程建立狀態(tài)空間表達式\t（42）
2．7．1 微分方程中不含輸入函數導數項\t（42）
2．7．2 微分方程中包含輸入函數導數項\t（43）
2．8 狀態(tài)空間表達式的圖形表示法\t（46）
2．8．1 圖形表示法的基本元素\t（47）
2．8．2 由控制系統(tǒng)的方塊圖求系統(tǒng)狀態(tài)方程\t（49）
2．9 根據系統(tǒng)的傳遞函數建立狀態(tài)空間表達式\t（50）
2．9．1 直接法\t（51）
2．9．2 零極點法\t（56）
2．9．3 并聯(lián)法\t（58）
2．10 系統(tǒng)狀態(tài)空間表達式與傳遞函數陣\t（64）
2．10．1 由狀態(tài)空間模型求傳遞函數陣\t（64）
2．10．2 組合系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型和傳遞函數陣\t（66）
2．11 系統(tǒng)狀態(tài)空間表達式的特征標準型\t（70）
2．11．1 系統(tǒng)狀態(tài)的線性變換\t（70）
2．11．2 系統(tǒng)的特征值和特征向量\t（71）
2．11．3 將狀態(tài)方程化為對角線標準型\t（73）
2．12 習題\t（76）
第3章 線性控制系統(tǒng)的時域分析\t（78）
3．1 線性定常齊次狀態(tài)方程的解\t（78）
3．2 狀態(tài)轉移矩陣\t（79）
3．2．1 狀態(tài)轉移矩陣的性質\t（79）
3．2．2 幾個特殊的狀態(tài)轉移矩陣\t（79）
3．2．3 狀態(tài)轉移矩陣的計算\t（80）
3．3 線性定常非齊次狀態(tài)方程的解\t（85）
3．4 線性時變系統(tǒng)狀態(tài)方程的解\t（87）
3．4．1 線性時變齊次狀態(tài)方程的解\t（88）
3．4．2 線性時變系統(tǒng)的狀態(tài)轉移矩陣\t（89）
3．4．3 線性時變系統(tǒng)非齊次狀態(tài)方程的解\t（89）
3．5 習題\t（90）
第4章 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性\t（92）
4．1 李雅普諾夫穩(wěn)定性定義\t（92）
4．1．1 平衡狀態(tài)的定義\t（92）
4．1．2 范數的概念\t（92）
4．1．3 李雅普諾夫穩(wěn)定性定義\t（93）
4．2 李雅普諾夫穩(wěn)定性理論\t（94）
4．2．1 李雅普諾夫第二法中的二次型函數\t（94）
4．2．2 李雅普諾夫第二法\t（96）
4．3 線性系統(tǒng)的李雅普諾夫穩(wěn)定性分析\t（98）
4．3．1 線性定常連續(xù)系統(tǒng)\t（98）
4．3．2 李雅普諾夫第二法校正線性定常系統(tǒng)\t（99）
4．3．3 利用李雅普諾夫函數估算系統(tǒng)動態(tài)性能\t（101）
4．3．4 利用李雅普諾夫第二法求解參數最優(yōu)化問題\t（105）
4．4 習題\t（108）
第5章 線性控制系統(tǒng)的可控性和可觀測性\t（110）
5．1 線性連續(xù)系統(tǒng)的可控性\t（111）
5．1．1 時變系統(tǒng)的可控性\t（111）
5．1．2 定常系統(tǒng)的可控性\t（112）
5．2 線性連續(xù)系統(tǒng)的可觀測性\t（114）
5．2．1 線性時變系統(tǒng)的可觀測性\t（114）
5．2．2 線性定常系統(tǒng)的可觀測性\t（115）
5．3 對偶原理\t（116）
5．3．1 線性系統(tǒng)的對偶關系\t（116）
5．3．2 可控性和可觀測性的對偶關系\t（117）
5．4 線性系統(tǒng)的可控標準型和可觀測標準型\t（117）
5．4．1 可控標準型\t（117）
5．4．2 可觀測標準型\t（119）
5．5 線性系統(tǒng)的結構分解\t（122）
5．5．1 系統(tǒng)的可控性分解\t（122）
5．5．2 系統(tǒng)的可觀測性分解\t（123）
5．6 習題\t（125）
第6章 線性定常系統(tǒng)的綜合\t（127）
6．1 反饋控制系統(tǒng)的基本結構\t（127）
6．1．1 狀態(tài)反饋和輸出反饋\t（127）
6．1．2 兩種反饋形式的討論\t（128）
6．2 極點配置問題\t（129）
6．2．1 狀態(tài)反饋極點配置定理\t（129）
6．2．2 單輸入單輸出系統(tǒng)狀態(tài)反饋極點配置方法\t（132）
6．3 系統(tǒng)鎮(zhèn)定\t（136）
6．3．1 狀態(tài)反饋鎮(zhèn)定\t（136）
6．3．2 輸出反饋鎮(zhèn)定\t（139）
6．4 解耦控制\t（140）
6．4．1 串聯(lián)解耦\t（141）
6．4．2 反饋解耦\t（142）
6．5 狀態(tài)觀測器\t（148）
6．5．1 全維狀態(tài)觀測器及其設計方法\t（148）
6．5．2 降維狀態(tài)觀測器\t（153）
6．5．3 帶狀態(tài)觀測器的閉環(huán)控制系統(tǒng)\t（157）
6．6 習題\t（161）
第7章 最優(yōu)控制\t（163）
7．1 最優(yōu)控制的基本概念\t（163）
7．1．1 最優(yōu)控制問題\t（163）
7．1．2 靜態(tài)最優(yōu)控制\t（165）
7．2 最優(yōu)控制中的變分法\t（166）
7．2．1 變分法\t（166）
7．2．2 應用變分法求解最優(yōu)控制問題\t（175）
7．3 習題\t（184）
參考文獻\t（185）