控制理論基礎(chǔ)

前言

控制論是20世紀(jì)40年代由數(shù)學(xué)家N．wiener創(chuàng)立的一門學(xué)科，我國(guó)科學(xué)家錢學(xué)森1954年在美國(guó)出版的（《工程控制論》一書，對(duì)那個(gè)時(shí)代工程控制理論基礎(chǔ)作了系統(tǒng)總結(jié)，并提出了一系列新的控制問(wèn)題，為控制論的發(fā)展及在自動(dòng)控制中的應(yīng)用起到了推動(dòng)作用，成為工程控制論方面的經(jīng)典著作，該書已先后被翻譯成多種文字出版，很好地讀一讀《工程控制論》一書對(duì)學(xué)習(xí)控制理論是會(huì)大有裨益的。在目前快速發(fā)展的科學(xué)技術(shù)中，控制論科學(xué)正處在數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和工程學(xué)交叉學(xué)科的發(fā)展前沿?？刂评碚撘寻褟?qiáng)有力的理論成果帶到現(xiàn)代技術(shù)中；作為控制系統(tǒng)工程的理論基礎(chǔ)，它正處在以自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)和機(jī)器人為代表的新技術(shù)革命的核心?？刂评碚摰某晒诿绹?guó)Apollo登月計(jì)劃實(shí)施中起過(guò)實(shí)質(zhì)性的作用?？茖W(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，自動(dòng)化技術(shù)是最能體現(xiàn)第一生產(chǎn)力作用的技術(shù)，而控制理論正是自動(dòng)化的理論基礎(chǔ)。人類從誕生之日起，就開始逐步認(rèn)識(shí)世界，并在獲得認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上利用和改造客觀世界，以達(dá)到改善生活條件的目的。對(duì)于客觀世界的改造就是一種“控制”，從觀念上講，控制可描述為影響動(dòng)態(tài)系統(tǒng)行為的過(guò)程?？刂茊?wèn)題是基于可以利用的數(shù)據(jù)，去確定系統(tǒng)的輸入，以達(dá)到設(shè)定的目的。數(shù)學(xué)在控制論科學(xué)研究中有兩重作用，一是利用數(shù)學(xué)建立合理的數(shù)學(xué)模型以精確地描述控制問(wèn)題；二是在建立數(shù)學(xué)模型后，利用數(shù)學(xué)理論解決所提出的控制問(wèn)題，并期望提出新的數(shù)學(xué)問(wèn)題。

內(nèi)容概要

　　本書主要講述控制論這一學(xué)科的理論基礎(chǔ)及控制問(wèn)題的來(lái)源與形成過(guò)程。全書分八章，包括：受控對(duì)象的數(shù)學(xué)描述；控制系統(tǒng)的分析；線性系統(tǒng)的能控性和能觀性；線性系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)；不變性原理與干擾解耦；控制系統(tǒng)最優(yōu)調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)；受干擾系統(tǒng)的線性二次最優(yōu)控制。本書可以作為數(shù)學(xué)類專業(yè)本科高年級(jí)或研究生教材，也可以作為控制方向的教材。

書籍目錄

第一章　緒論　§1.1　自動(dòng)控制的意義和作用　§1.2　自動(dòng)控制系統(tǒng)的構(gòu)成　習(xí)題第二章　受控對(duì)象的數(shù)學(xué)描述　§2.1　狀態(tài)空間分析方法　　一、貯槽液位的動(dòng)態(tài)方程　　二、阻容電路　　三、二階阻容電路　　四、雙液位系統(tǒng)　§2.2　傳遞函數(shù)和傳遞矩陣　　一、傳遞函數(shù)與頻率特性　　二、串聯(lián)和并聯(lián)環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)　　三、典型環(huán)節(jié)　　四、傳遞矩陣　§2.3　離散控制系統(tǒng)的差分方程　　一、受控對(duì)象動(dòng)態(tài)方程的離散化　　二、線性差分方程的解　　三、穩(wěn)定性的代數(shù)條件　§2.4　Z-傳遞函數(shù)和Z-傳遞矩陣　§2.5　受控對(duì)象方程的參數(shù)辨識(shí)　習(xí)題　第三章　控制系統(tǒng)的分析　§3.1　一階系統(tǒng)　§3.2　二階系統(tǒng)　§3.3　離心調(diào)速器　§3.4　穩(wěn)定性的代數(shù)判據(jù)　§3.5　一次近似定理　§3.6　穩(wěn)定性的頻率判據(jù)　§3.7　多項(xiàng)式族的穩(wěn)定性判據(jù)　習(xí)題第四章　線性系統(tǒng)的能控性和能觀性　§4.1　線性系統(tǒng)的能控性　§4.2　能控性與能穩(wěn)性　§4.3　線性系統(tǒng)的能觀性與能檢性　§4.4　狀態(tài)漸近估計(jì)器和調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)　習(xí)題第五章　線性系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)　§5.1　系統(tǒng)的外部表示　§5.2　線性系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)　§5.3　最小實(shí)現(xiàn)　習(xí)題第六章　不變性原理與干擾解耦　§6.1　常系數(shù)線性常微分方程組　　　一、初等變換與常系數(shù)線性微分方程的解　　　二、A（D）的典則性與模方陣群M_n　　　三、例題　　§6.2　不變性原理　　§6.3　干擾解耦問(wèn)題　　§6.4?。ˋ,B）-不變子空間　　§6.5　干擾解耦問(wèn)題的解　　習(xí)題第七章　控制系統(tǒng)最優(yōu)調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)　§7.1　控制系統(tǒng)的鎮(zhèn)定　§7.2　控制裝置的參數(shù)選擇　§7.3　平方可積函數(shù)及其Fourier變換　　一、平方可積函數(shù)　　二、Fourier　變換　§7.4　線性二次最優(yōu)調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)　　一、問(wèn)題的正確提法　　二、動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法　　三、代數(shù)Riccati　方程　　四、最優(yōu)反饋調(diào)節(jié)器　§7.5　跟蹤給定值問(wèn)題　習(xí)題第八章　受干擾系統(tǒng)的線性二次最優(yōu)控制　§8.1　問(wèn)題的提法　§8.2　上值Riccati方程　§8.3　下值Riccati方程　§8.4　一維的情形習(xí)題參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

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