目錄

第1章緒論

1.1控制理論的發(fā)展歷程簡(jiǎn)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(diǎn)

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(gè)定義

2.1.2狀態(tài)空間表達(dá)式的一般形式

2.1.3狀態(tài)空間表達(dá)式的系統(tǒng)方框圖

2.1.4狀態(tài)空間表達(dá)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(dá)式的建立

2.3.1由物理系統(tǒng)的機(jī)理直接建立狀態(tài)空間表達(dá)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(dá)式

2.4組合系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達(dá)式

2.4.1并聯(lián)聯(lián)結(jié)

2.4.2串聯(lián)聯(lián)結(jié)

2.4.3反饋聯(lián)結(jié)

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(duì)角標(biāo)準(zhǔn)形

2.5.3把狀態(tài)方程化為若爾當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)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(shí)間系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達(dá)式

2.7用MATLAB分析狀態(tài)空間模型

小結(jié)

習(xí)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(zhì)

3.2.2幾個(gè)特殊的矩陣指數(shù)

3.2.3矩陣指數(shù)的計(jì)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(zhuǎn)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(zhuǎn)移矩陣

3.4.3狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的性質(zhì)

現(xiàn)代控制理論(第2版)

目錄

3.5線性時(shí)變系統(tǒng)狀態(tài)方程的解

3.5.1線性時(shí)變系統(tǒng)齊次狀態(tài)方程的解

3.5.2線性時(shí)變系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣

3.5.3線性時(shí)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(shí)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(shí)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(jié)

習(xí)題

第4章線性系統(tǒng)的能控性與能觀測(cè)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(cè)性

4.3.1定常離散系統(tǒng)的能觀測(cè)性

4.3.2定常連續(xù)系統(tǒng)的能觀測(cè)性

4.3.3利用MATLAB判定系統(tǒng)能觀測(cè)性

4.4線性時(shí)變系統(tǒng)的能控性及能觀測(cè)性

4.4.1線性時(shí)變系統(tǒng)的能控性判據(jù)

4.4.2線性時(shí)變系統(tǒng)的能觀測(cè)性判據(jù)

4.5能控性與能觀測(cè)性的對(duì)偶關(guān)系

4.6線性定常系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分解

4.6.1系統(tǒng)的能控性分解

4.6.2系統(tǒng)的能觀測(cè)性分解

4.6.3系統(tǒng)按能控性與能觀測(cè)性進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)分解

4.7能控性、能觀測(cè)性與傳遞函數(shù)矩陣的關(guān)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(biāo)準(zhǔn)形和能觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)形

4.8.1系統(tǒng)的能控標(biāo)準(zhǔn)形

4.8.2系統(tǒng)的能觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)形

4.9系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

4.9.1單輸入單輸出系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)問(wèn)題

4.9.2多輸入多輸出系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)問(wèn)題

4.9.3傳遞函數(shù)矩陣的最小實(shí)現(xiàn)

小結(jié)

習(xí)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(diǎn)說(shuō)明

5.3李雅普諾夫方法在線性系統(tǒng)中的應(yīng)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(wèn)題

5.3.3用李雅普諾夫函數(shù)估計(jì)線性系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的快速性

5.3.4利用MATLAB進(jìn)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(yīng)用

5.4.1克拉索夫斯基方法

5.4.2變量�蔡荻确�

小結(jié)

習(xí)題

第6章狀態(tài)反饋和狀態(tài)觀測(cè)器

6.1狀態(tài)反饋的定義及其性質(zhì)

6.2極點(diǎn)配置

6.2.1極點(diǎn)配置定理

6.2.2單輸入系統(tǒng)極點(diǎn)配置的算法

6.2.3討論

6.2.4多輸入系統(tǒng)的極點(diǎn)配置

6.2.5利用MATLAB實(shí)現(xiàn)極點(diǎn)配置

6.3應(yīng)用狀態(tài)反饋實(shí)現(xiàn)解耦控制

6.3.1問(wèn)題的提出

6.3.2實(shí)現(xiàn)解耦控制的條件和主要結(jié)論

6.3.3算法和推論

6.3.4利用MATLAB實(shí)現(xiàn)解耦控制

6.4狀態(tài)觀測(cè)器

6.4.1狀態(tài)觀測(cè)器的存在條件

6.4.2全維狀態(tài)觀測(cè)器

6.4.3降維狀態(tài)觀測(cè)器

6.4.4利用MATLAB設(shè)計(jì)狀態(tài)觀測(cè)器

6.5帶狀態(tài)觀測(cè)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(wèn)題的提出及不確定性的描述

6.6.2利用MATLAB 設(shè)計(jì)狀態(tài)反饋控制律

6.6.3時(shí)滯系統(tǒng)狀態(tài)反饋鎮(zhèn)定

6.6.4H控制簡(jiǎn)介

小結(jié)

習(xí)題

第7章最優(yōu)控制

7.1最優(yōu)控制問(wèn)題

7.1.1兩個(gè)例子

7.1.2問(wèn)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(chǔ)

7.2.2歐拉方程

7.2.3橫截條件

7.2.4含有多個(gè)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(wèn)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(dòng)態(tài)規(guī)劃

7.4.1多級(jí)決策過(guò)程與最優(yōu)性原理

7.4.2離散系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)規(guī)劃

7.4.3連續(xù)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)規(guī)劃

7.4.4動(dòng)態(tài)規(guī)劃與最大值原理的關(guān)系

7.5線性二次型性能指標(biāo)的最優(yōu)控制

7.5.1問(wèn)題提出

7.5.2狀態(tài)調(diào)節(jié)器

7.5.3輸出調(diào)節(jié)器

7.5.4跟蹤問(wèn)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(wèn)題

7.6.2綜合問(wèn)題

小結(jié)

習(xí)題

第8章狀態(tài)估計(jì)

8.1隨機(jī)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(jì)

8.3線性最小方差估計(jì)

8.4最小二乘估計(jì)

8.5投影定理

8.6卡爾曼濾波

8.6.1無(wú)控制項(xiàng)的線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的濾波

8.6.2一般線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的濾波

8.6.3帶有有色噪聲的線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的濾波

8.7利用MATLAB實(shí)現(xiàn)狀態(tài)估計(jì)

小結(jié)

習(xí)題

參考文獻(xiàn)

附錄AMATLAB軟件包簡(jiǎn)介

A.1MATLAB介紹

A.2MATLAB工作環(huán)境

A.3MATLAB語(yǔ)言的程序設(shè)計(jì)

A.4利用MATLAB語(yǔ)言解決初等數(shù)學(xué)問(wèn)題

A.5利用MATLAB語(yǔ)言解決高等數(shù)學(xué)問(wèn)題

A.6MATLAB語(yǔ)言在線性代數(shù)中的應(yīng)用

A.7MATLAB語(yǔ)言在控制工程中的應(yīng)用