前言
本書(shū)是一本現(xiàn)代控制理論方面的入門(mén)教材。本著加強(qiáng)基礎(chǔ)、突出處理問(wèn)題的思維方法、培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力的原則，本書(shū)詳細(xì)介紹了基于狀態(tài)空間模型的線(xiàn)性系統(tǒng)分析和綜合方法。
本書(shū)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(jī)理方法推導(dǎo)了對(duì)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(yùn)動(dòng)特性； 第3章分析了系統(tǒng)的能控性和能觀(guān)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(jì)問(wèn)題，介紹了極點(diǎn)配置方法，并針對(duì)極點(diǎn)配置存在的不足，提出了伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法； 針對(duì)實(shí)際系統(tǒng)中狀態(tài)不可直接測(cè)量的現(xiàn)象； 第6章介紹了狀態(tài)觀(guān)測(cè)器及其設(shè)計(jì)方法，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步提出了基于狀態(tài)觀(guān)測(cè)器的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和分離性原理； 結(jié)合系統(tǒng)的二次型性能指標(biāo)； 第7章介紹了線(xiàn)性二次型最優(yōu)控制問(wèn)題及其求解方法。
本書(shū)敘述深入淺出，理論聯(lián)系實(shí)際，盡可能從實(shí)際背景的分析中來(lái)引入要研究的問(wèn)題、概念和方法。采用從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從特殊到一般的處理方式提出解決問(wèn)題的思路和方法，避免繁瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和證明，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。MATLAB作為一種基本工具，用于分析、計(jì)算、設(shè)計(jì)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(jì)方法的同時(shí)給出了相應(yīng)的MATLAB函數(shù)，通過(guò)仿真例子以檢驗(yàn)分析和設(shè)計(jì)方法的效果，便于讀者加深對(duì)控制系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)方法的理解。每章后面的習(xí)題旨在檢驗(yàn)讀者對(duì)內(nèi)容的掌握，特別強(qiáng)調(diào)了對(duì)書(shū)中所介紹的基本概念、方法和主要結(jié)果的理解。
本書(shū)是作者結(jié)合自己長(zhǎng)期從事現(xiàn)代控制理論教學(xué)與科研的經(jīng)驗(yàn)，在參閱并吸取了國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀教材相關(guān)內(nèi)容的基礎(chǔ)上完成。該書(shū)出版前的講義已在多所院校自動(dòng)化專(zhuān)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(shū)的編寫(xiě)得到了教育部?jī)?yōu)秀青年教師教學(xué)科研獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃和浙江省高校重點(diǎn)教材建設(shè)計(jì)劃的支持，在此，作者深表謝意。
限于作者水平，書(shū)中仍會(huì)有一些錯(cuò)誤和不妥之處，懇請(qǐng)廣大讀者和專(zhuān)家給予批評(píng)指正。

作者
2006年10月于杭州
lyu@zjut.edu.cn