現(xiàn)代控制理論

內(nèi)容概要

本書是適應(yīng)自動化學(xué)科的發(fā)展，為自動化及其相關(guān)專業(yè)本科生編寫的教材。本書以加強基礎(chǔ)、突出處理問題的思維方法、培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力為原則，詳細介紹了基于狀態(tài)空間模型的線性系統(tǒng)分析和綜合方法，包括狀態(tài)空間模型的建立、系統(tǒng)的運動分析、系統(tǒng)的能控性和能觀性、李雅普諾夫穩(wěn)定性理論、極點配置、狀態(tài)觀測器設(shè)計以及線性二次型最優(yōu)控制。本書敘述深入淺出，理論聯(lián)系實際，盡可能從實際背景的分析中提出要討論的問題、概念和方法。在介紹系統(tǒng)分析和控制系統(tǒng)設(shè)計方法的同時，也給出了相應(yīng)的MATLAB函數(shù)，便于讀者利用MATLAB軟件來有效求解控制系統(tǒng)的一些計算和仿真問題，以加深對概念和方法的理解。    本書適合于作自動化及其相關(guān)專業(yè)的高年級本科生、研究生教材，也可供相關(guān)工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)參考。

書籍目錄

緒論第1章 控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型　1.1 狀態(tài)空間模型　　1.1.1 狀態(tài)空間模型表達式　　1.1.2 實例　1.2 傳遞函數(shù)和狀態(tài)空間模型間的轉(zhuǎn)換　　1.2.1 由傳遞函數(shù)導(dǎo)出狀態(tài)空間模型　　1.2.2 由狀態(tài)空間模型確定傳遞函數(shù)　1.3 利用MATLAB進行系統(tǒng)模型間的相互轉(zhuǎn)換　1.4 狀態(tài)空間模型的性質(zhì)　習(xí)題第2章 系統(tǒng)的運動分析　2.1 齊次狀態(tài)方程的解　2.2 狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣　　2.2.1 狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的性質(zhì)　　2.2.2 狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的計算　2.3 非齊次狀態(tài)方程的解　　2.3.1 直接法　　2.3.2 拉普拉斯變換法　2.4 使用MATLAB對狀態(tài)空間模型進行分析　　2.4.1 單位階躍響應(yīng)　　2.4.2 脈沖響應(yīng)　　2.4.3 初始狀態(tài)響應(yīng)　　2.4.4 任意輸入信號響應(yīng)　2.5 離散時間狀態(tài)空間模型　　2.5.1 連續(xù)時間狀態(tài)空間模型的離散化　　2.5.2 離散時間狀態(tài)空間模型的運動分析　習(xí)題第3章 能控性和能觀性分析　3.1 系統(tǒng)的能控性　　3.1.1 能控性定義　　3.1.2 能控性判據(jù)　　3.1.3 能控性的性質(zhì)　　3.1.4 輸出能控性　3.2 系統(tǒng)的能觀性　3.3 能控能觀性的對偶原理　3.4 基于傳遞函數(shù)的能控能觀性條件　習(xí)題第4章 系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析　4.1 李雅普諾夫意義下的穩(wěn)定性　　4.1.1 平衡狀態(tài)　　4.1.2 李雅普諾夫意義下的穩(wěn)定性　　4.1.3 能量函數(shù)　4.2 李雅普諾夫穩(wěn)定性定理　4.3 線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析　　4.3.1 李雅普諾夫方程處理方法　　4.3.2 線性矩陣不等式處理方法　4.4 李雅普諾夫穩(wěn)定性方法在控制系統(tǒng)分析中的應(yīng)用　　4.4.1 漸近穩(wěn)定線性系統(tǒng)時間常數(shù)的估計　　4.4.2 參數(shù)優(yōu)化問題　　4.4.3 基于李雅普諾夫穩(wěn)定性理論的控制器設(shè)計　4.5 離散時間系統(tǒng)穩(wěn)定性分析　習(xí)題第5章 狀態(tài)反饋控制器設(shè)計　5.1 線性反饋控制系統(tǒng)　　5.1.1 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)　　5.1.2 反饋控制的一些性質(zhì)　　5.1.3 兩種反饋形式的討論　5.2 穩(wěn)定化狀態(tài)反饋控制器設(shè)計　　5.2.1 黎卡提方程處理方法　　5.2.2 線性矩陣不等式處理方法　5.3 極點配置　　5.3.1 問題的提出　　5.3.2 極點配置問題可解的條件和方法　　5.3.3 極點配置狀態(tài)反饋控制器的設(shè)計算法　　5.3.4 愛克曼公式　　5.3.5 應(yīng)用MATLAB求解極點配置問題　5.4 跟蹤控制器設(shè)計　習(xí)題第6章 狀態(tài)觀測器設(shè)計　6.1 觀測器設(shè)計　6.2 基于觀測器的控制器設(shè)計　6.3 降階觀測器設(shè)計　習(xí)題第7章 線性二次型最優(yōu)控制　7.1 二次型最優(yōu)控制　7.2 應(yīng)用MATLAB求解二次型最優(yōu)控制問題　7.3 離散時間系統(tǒng)的線性二次型最優(yōu)控制　習(xí)題參考文獻

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