現(xiàn)代控制理論基礎(chǔ)（第二版）

第0章  緒論   O．1  現(xiàn)代控制理論概述     O．1．1  控制理論發(fā)展歷史     O．1．2  現(xiàn)代控制理論與經(jīng)典控制理論的差異     O．1．3  現(xiàn)代控制理論的研究內(nèi)容及其分支   O．2  本書的主要內(nèi)容     O．2．1  本書主要內(nèi)容結(jié)構(gòu)     O．2．2  MATLAB工程軟件簡介 第1章  控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述   1．1  狀態(tài)空間描述的基本概念   1．2  狀態(tài)空間描述的建立   1．3  化高階微分方程為狀態(tài)空間描述     1．3．1  微分方程中不含有輸入信號導(dǎo)數(shù)項的情況     1．3．2  微分方程中含有輸入信號導(dǎo)數(shù)項的情況   1．4  狀態(tài)空間方程的線性變換     1．4．1  狀態(tài)向量線性變換     1．4．2  化系數(shù)矩陣A為對角標準形     1．4．3  化系數(shù)矩陣A為約當標準形   1．5  傳遞函數(shù)矩陣     1．5．1  由狀態(tài)空間方程轉(zhuǎn)換成傳遞函數(shù)矩陣     1．5．2  子系統(tǒng)串并聯(lián)與閉環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)矩陣   1. 6  離散系統(tǒng)的數(shù)學描述     1. 6．1  離散系統(tǒng)狀態(tài)空間方程     1．6．2  脈沖傳遞函數(shù)矩陣   1．7  用MATLAB進行數(shù)學建模和模型轉(zhuǎn)換     1．7．1  MATLAB簡介     1．7．2  控制系統(tǒng)的數(shù)學描述     1．7．3  模型的轉(zhuǎn)換     1．7．4  模型的連接   習題 第2章  線性系統(tǒng)的運動分析   2．1  線性定常系統(tǒng)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Φ(t)的基本性質(zhì)     2．2．2  狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣Φ(t)的計算方法   2．3  非齊次狀態(tài)方程的求解   2．4  線性定常離散系統(tǒng)的運動分析     2．4．1  線性定常連續(xù)系統(tǒng)的離散化     2．4．2  線性定常離散系統(tǒng)的解   2．5  MATLAB在狀態(tài)方程求解中的應(yīng)用     2．5．1  矩陣指數(shù)函數(shù)eAt的計算     2．5．2  線性定常非齊次狀態(tài)方程在典型信號作用下的解     2．5．3  連續(xù)系統(tǒng)離散化   習題 第3章  控制系統(tǒng)的能控性和能觀性   3．1  線性連續(xù)系統(tǒng)的能控性與能觀性     3．1．1  線性系統(tǒng)的能控性定義及判據(jù)     3．1．2  線性系統(tǒng)的能觀性定義及判據(jù)     3．1．3  對偶性原理   3．2  線性離散時間系統(tǒng)的能控性與能觀性     3．2．1  線性定常離散時間系統(tǒng)的能控性定義及判據(jù)     3．2．2  線性定常離散時間系統(tǒng)的能觀性定義及判據(jù)     3．2．3  連續(xù)系統(tǒng)離散化后的能控性和能觀性   3．3  能控標準形與能觀標準形     3．3．1  能控標準形     3．3．2  能觀標準形   3．4  能控性、能觀性與傳遞函數(shù)的關(guān)系   3．5  實現(xiàn)問題     3．5．1  能控、能觀標準形的實現(xiàn)     3．5．2  對角標準形或約當標準形的實現(xiàn)     3．5．3  最小實現(xiàn)   3．6  線性定常系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分解     3．6．1  能控性結(jié)構(gòu)分解     3．6．2  能觀性結(jié)構(gòu)分解     3．6．3  系統(tǒng)按能控性和能觀性的標準分解   3．7  MATLAB在系統(tǒng)能控性和能觀性分析中的應(yīng)用     3．7．1  狀態(tài)空間模型能控性、能觀性判定     3．7．2  用MATLAB解決實現(xiàn)問題     3．7．3  控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分解   習題 第4章  控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析   4．1  李雅普諾夫穩(wěn)定性定義     4．1．1  系統(tǒng)的平衡狀態(tài)     4．1．2李雅普諾夫穩(wěn)定性的定義   4．2  李雅普諾夫第二法     4．2．1  預(yù)備知識     4．2．2  李雅普諾夫第二法穩(wěn)定性定理   4．3  線性定常連續(xù)系統(tǒng)的李雅普諾夫穩(wěn)定性分析   4．4  線性定常離散系統(tǒng)的李雅普諾夫穩(wěn)定性分析   4．5  非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析   4．6  MATLAB在系統(tǒng)穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用     4．6．1  利用特征根判斷穩(wěn)定性     4．6．2  利用李雅普諾夫方程判斷穩(wěn)定性     習題 第5章  極點配置與觀測器的設(shè)計   5．1  反饋控制結(jié)構(gòu)     5．1．1  狀態(tài)反饋     5．1．2  輸出反饋     5．1．3  狀態(tài)反饋系統(tǒng)的性質(zhì)   5．2  系統(tǒng)的極點配置     5．2．1  能控系統(tǒng)的極點配置     5．2．2  鎮(zhèn)定問題   5．3  解耦控制     5．3．1  問題的提出     5．3．2  串聯(lián)解耦     5．3．3  狀態(tài)解耦   5．4  觀測器及其設(shè)計方法     5．4．1  觀測器的設(shè)計思路     5．4．2  全維狀態(tài)觀測器的設(shè)計     5．4．3  降維狀態(tài)觀測器的設(shè)計   5. 5  帶狀態(tài)觀測器的反饋系統(tǒng)     5．5．1  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)     5．5．2  系統(tǒng)基本特性   5．6  MATLAB在控制系統(tǒng)綜合中的應(yīng)用     5．6．1  極點配置     5．6．2  狀態(tài)觀測器設(shè)計   習題 *第6章  最優(yōu)控制   6．1  最優(yōu)控制問題概述     6．1．1  引言     6．1．2  最優(yōu)控制問題的提法     6．1．3  性能指標的分類   6．2  用變分法求解最優(yōu)控制問題     6．2．1  泛函與變分     6．2．2  末值時刻固定、末值狀態(tài)自由情況下的最優(yōu)控制     6．2．3  末值時刻和末值狀態(tài)固定情況下的最優(yōu)控制   6．3  極小值原理   6．4  用動態(tài)規(guī)劃法求解最優(yōu)控制問題     6．4．1  動態(tài)規(guī)劃法的基本思想     6．4．2  最優(yōu)性原理     6．4．3  用動態(tài)規(guī)劃法求解離散系統(tǒng)最優(yōu)控制問題   6．5  線性二次型最優(yōu)控制調(diào)節(jié)器     6．5．1  二次型最優(yōu)調(diào)節(jié)器     6．5．2  定常情況下二次型調(diào)節(jié)器的穩(wěn)定性   6．6  MATLAB在系統(tǒng)最優(yōu)控制中的應(yīng)用     6．6．1  線性二次型指標最優(yōu)調(diào)節(jié)器的設(shè)計     6．6．2  最優(yōu)化工具使用簡介   習題 參考文獻