全国普通高校自动化类专业规划教材 现代控制理论基础 第2版2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

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第0章 绪论1

0.1 系统与自动控制1

0.2 控制理论的发展历程1

0.3 本书的内容安排4

第1章 控制系统的状态空间描述5

1.1 系统描述中的基本概念5

1.2 状态空间描述的基本概念6

1.3 线性定常系统的传递函数矩阵11

1.4 状态空间表达式的建立13

1.4.1 由高阶微分方程建立状态空间表达式14

1.4.2 由传递函数建立状态空间表达式18

1.4.3 机理建模26

1.5 组合系统的状态空间描述28

1.6 状态向量的可逆变换33

本章小结38

习题139

第2章 线性控制系统的状态响应41

2.1 状态响应概述41

2.2 定常自治系统的状态响应42

2.3 矩阵指数的计算44

2.4 时变自治系统的状态响应50

2.5 线性自治系统的状态转移矩阵51

2.6 线性控制系统的状态响应52

本章小结55

习题255

第3章 线性控制系统的能控性和能观测性58

3.1 能控性和能观测性概述58

3.2 能控性的一般概念59

3.3 时变控制系统的能控性60

3.4 定常控制系统的能控性63

3.5 能观测性的一般概念71

3.6 时变控制系统的能观测性和对偶原理72

3.7 定常控制系统的能观测性74

3.8 能观测性的时间顺序77

3.9 能控标准型和能观测标准型78

3.10 传递函数矩阵与能控能观测82

3.11 线性定常控制系统的结构分解86

本章小结90

习题390

第4章 系统运动的稳定性93

4.1 外部稳定性和内部稳定性93

4.1.1 外部稳定性93

4.1.2 内部稳定性93

4.1.3 外部稳定性和内部稳定性的关系94

4.2 Lyapunov稳定性理论的基本概念94

4.3 Lyapunov第二方法：直接方法99

4.3.1 定常非线性系统的稳定性99

4.3.2 时变非线性系统的稳定性101

4.3.3 解读第二方法103

4.3.4 Krasovskii定理105

4.4 线性系统的稳定性106

4.5 Lyapunov第一方法：间接方法109

4.6 Lyapunov方程的扩展应用：衰减上界和吸引区的估计110

4.6.1 渐近稳定系统衰减率的估计110

4.6.2 吸引区的估计113

4.7 稳定性概念的扩展：指数稳定和有界性116

本章小结118

习题4118

第5章 线性系统的反馈控制120

5.1 状态反馈和输出反馈120

5.2 极点配置124

5.3 状态反馈解耦131

5.3.1 解耦的基本概念和要求131

5.3.2 可解耦条件和控制律设计132

5.3.3 结合极点配置的解耦控制133

5.4 线性二次型最优控制135

5.5 状态观测器137

5.5.1 状态观测器的一般概念137

5.5.2 开环状态观测器137

5.5.3 闭环状态观测器138

5.5.4 降维闭环状态观测器139

5.6 基于观测器的状态反馈系统142

5.6.1 闭环系统和分离原理142

5.6.2 闭环系统的传递函数矩阵143

5.6.3 基于观测器的反馈与动态输出反馈143

5.7 系统镇定144

5.8 针对系统外部扰动的控制律设计146

5.8.1 调节器问题147

5.8.2 外部信号状态可测量的控制律设计150

5.8.3 外扰状态观测器153

5.9 鲁棒调节器153

5.9.1 常值扰动的鲁棒调节器154

5.9.2 鲁棒调节器的频域性质157

5.9.3 一般鲁棒调节器的构造158

本章小结161

习题5161

第6章 离散系统的分析与设计165

6.1 离散系统的状态空间描述165

6.2 离散线性系统的状态响应166

6.3 离散系统的能控性和能观测性168

6.4 离散系统的Lyapunov稳定性170

6.5 离散线性系统的设计172

本章小结174

习题6174

参考文献176