現代控制理論基礎（簡體書）

“現代控制理論基礎”是本科自動化專業的一門重要的專業基礎課。本書以自動控制系統為研究對象，系統地講述線性系統理論，適當介紹線性二次型最優控制方法，是進一步學習研究現代控制理論的基礎。
本書包含了現代控制理論基礎的主要理論和方法，圍繞系統建模、系統分析和系統設計，介紹系統的狀態空間描述基本概念和求解、穩定性、能控性和能觀性、極點配置和狀態觀測器，以及最優控制理論中最基本的線性二次型最優控制方法，對這些理論均作了精確的闡述和嚴格的證明，著重闡述各種分析、設計算法及其應用。
每一章均編排有相當數量的習題，由淺人深地分檔安排，并將它們分為練習題、深入題、實際題和MATLAB題；在內容敘述上深入淺出，注重對物理概念的敘述。
本書內容廣泛，可作為自動化、電氣工程及其自動化等專業本科及研究生的教材，也可供相關專業的科研、工程技術人員以及高等院校教師參考。
本書系普通高等教育“十一五”國家級規劃教材。

第一章 線性系統的數學描述
1.1 引言
1.2 線性系統的輸入輸出描述
1.2.1 系統輸入輸出描述的一般表達式
1.2.2 線性系統的單位脈沖響應陣
1.2.3 線性定常系統的單位脈沖響應陣
1.2.4 線性定常系統的傳遞函數陣
1.3 線性系統的狀態空間描述
1.3.1 狀態變量、狀態向量和狀態空間
1.3.2 線性系統的狀態空間描述
1.3.3 狀態空間描述中的線性性質
1.3.4 非線性系統的線性化
1.3.5 由狀態空間描述求傳遞函數陣
1.3.6 線性定常系統狀態空間描述的模擬計算機仿真及方塊圖
1.3.7 線性系統的狀態信號流圖模型
1.3.8根據物理機理推導狀態空間描述
1.3.9用MATLAB進行系統模型轉換
1.3.10狀態空間描述的小結
1.4 系統狀態空間描述的等價變換
1.4.1 線性系統狀態空間描述的等價變換
1.4.2 線性系統狀態空間描述的等價變換的性質
1.4.3 對角線標準型和約當標準型狀態空間描述
1.5 線性定常組合系統的狀態空間描述
1.5.1 并聯連接的組合系統
1.5.2 串聯連接的組合系統
1.5.3 反饋連接的組合系統
1.5.4 MATLAB在組合系統計算中的應用
小結
習題
第二章 線性系統的狀態響應和輸出響應
2.1 線性系統響應的特點
2.1.1 問題的提出
2.1.2 線性系統狀態響應的特點
2.2 線性定常系統的狀態響應
2.2.1 線性定常系統狀態方程的解
2.2.2 線性定常系統的狀態轉移矩陣
2.2.3 線性定常系統狀態響應舉例
2.3 線性定常系統的輸出響應
2.4 用MATLAB求線性定常系統的響應
*2.5 線性時變系統的響應
2.5.1 線性時變系統的狀態轉移矩陣
2.5.2 線性時變系統狀態轉移矩陣Φ（t，t0）的性質
2.5.3 線性時變系統的狀態響應和輸出響應
2.5.4 線性時變系統的單位脈沖響應
2.6 線性離散系統的響應
2.6.1 線性連續時變系統時間離散化的狀態空間描述
2.6.2 線性連續定常系統時間離散化的狀態空間描述
2.6.3 線性時變離散系統的響應
2.6.4 線性定常離散系統的響應
2.6.5 MATLAB在線性離散系統中的應用
小結
習題
第三章 系統的穩定性
3.1 線性系統的外部穩定性
3.1.1 單變量線性系統的BIBO穩定性
3.1.2 多變量線性系統的BIBO穩定性
3.2 系統的內部穩定性
3.2.1 系統內部穩定性的基本概念
3.2.2 線性定常連續系統穩定性特征值判據
3.2.3 線性定常離散系統的穩定性特征值判據
3.2.4 用MATLAB求系統特征值
3.3 李雅普諾夫判定穩定性方法
3.3.1 李雅普諾夫第二法
3.3.2 預備知識
3.3.3 李雅普諾夫穩定性判據
3.3.4 線性定常系統的李雅普諾夫方程穩定性判據
3.3.5 線性定常離散系統的李雅普諾夫方程穩定性判據
3.3.6 用MATLAB求解李雅普諾夫方程
3.3.7 李雅普諾夫函數的規則化構造方法
3.3.8非線性系統穩定性的間接判定法
小結
習題
第四章 線性系統的能控性和能觀性
4.1 線性定常系統的能控性
4.1.1 能控性定義
4.1.2 線性定常系統的能控性判據
4.2 線性定常系統的能觀性
4.2.1 能觀性定義
4.2.2 線性定常系統的能觀性判據
*4.3 線性時變系統的能控性和能觀性
4.3.1 線性時變系統的能控性
4.3.2 線性時變系統的能觀性
4.4 離散時間系統的能控性和能觀性
4.4.1 離散系統的能控性
4.4.2 離散系統的能觀性
4.4.3 對原點的能控性和能達性
4.4.4 離散化系統保持能控性和能觀性的條件
4.5 線性系統的對偶性
4.5.1 線性定常系統的對偶性
4.5.2 對偶原理
*4.5.3 時變系統的對偶性
4.6 能控標準型和能觀標準型
4.6.1 單輸入單輸出系統的標準型
*4.6.2 多輸入多輸出系統的標準型
4.7 線性系統的結構分解
4.7.1 按能控性的系統結構分解
4.7.2 按能觀性的系統結構分解
4.7.3 按能控性和能觀性的系統結構分解
小結-
習題
第五章 最小實現
5.1 引言
5.2 實現和最小實現
5.2.1 G（s）可實現為正常系統的條件
5.2.2 最小實現的定義與性質
5.3 線性定常系統的最小實現
5.3.1 單變量系統傳遞函數的最小實現
5.3.2 向量傳遞函數（向量正則有理函數）的實現
5.3.3 用MATLAB求系統的最小實現
小結
習題
第六章 狀態反饋和狀態觀測器
6.1 引言
6.2 反饋系統的狀態空間描述
6.2.1 狀態反饋系統的狀態空間描述
6.2.2 輸出反饋系統的狀態空間描述
6.3 狀態反饋系統的能控性和能觀性
6.4 狀態反饋極點配置
6.4.1 狀態反饋極點配置定理
6.4.2 單輸入系統的極點配置算法
6.4.3 多輸入系統的極點配置算法
6.4.4 系統的鎮定
*6.5 狀態反饋在系統綜合中的其他應用
6.5.1 系統解耦問題
6.5.2 漸近跟蹤與干擾抑制問題
6.6 線性離散系統的狀態反饋
6.6.1 線性離散狀態反饋系統的狀態空間描述
6.6.2 線性離散系統狀態反饋極點配置
6.7 狀態觀測器
6.7.1 狀態重構（估計）
6.7.2 全維狀態觀測器
6.7.3 狀態觀測器A-LC的特征值可以任意配置的條件
6.7.4 基于求解西爾維斯特方程的狀態觀測器設計算法
6.7.5 用能觀標準型的設計算法
6.7.6 降維狀態觀測器
6.8 帶狀態觀測器的狀態反饋系統
6.8.1 帶狀態觀測器狀態反饋系統的狀態空間描述
6.8.2 分離性原理
6.8.3 狀態觀測器期望特征值的配置原則
6.9線性系統的能檢性及其觀測器設計
6.9.1 系統為能檢測的條件
6.9.2 能檢測系統狀態觀測器的設計算法
6.10輸出反饋控制及最優逼近法在系統綜合中的應用
6.10.1 輸出反饋控制系統的能控性和能觀性
6.10.2 輸出反饋的極點配置問題
6.10.3 輸出反饋控制系統特征值配置的最優逼近法
6.10.4 優化設計法在魯棒控制器設計中的應用
6.11 線性二次型最優控制問題
6.11.1 線性二次型最優控制問題
6.11.2 有限時間線性連續系統狀態調節器
6.11.3 無限時間線性定常系統狀態調節器
小結
習題
參考文獻