現(xiàn)代控制理論

前言

　　本書(shū)介紹的現(xiàn)代控制理論屬現(xiàn)代控制理論的基礎(chǔ)部分。它是自動(dòng)控制原理向多變量控制系統(tǒng)理論的提升，是進(jìn)一步學(xué)習(xí)現(xiàn)代控制理論和先進(jìn)控制理論的必備基礎(chǔ)?！　≡?0世紀(jì)70-80年代，國(guó)內(nèi)外出版過(guò)許多介紹現(xiàn)代控制理論的優(yōu)秀書(shū)籍和教材，對(duì)現(xiàn)代控制理論知識(shí)的傳播和普及產(chǎn)生了巨大的影響。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，特別是計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助分析與設(shè)計(jì)軟件已趨成熟，它正改變著系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)手段。同時(shí)，它也改變著人們的思想觀念。這些變化順應(yīng)時(shí)代潮流，符合改革發(fā)展要求。在此背景下，由重慶大學(xué)出版社組織，多所高校教師聯(lián)合編寫(xiě)了這本《現(xiàn)代控制理論》課程本科教材。　　在本書(shū)的編寫(xiě)過(guò)程中，我們?cè)噲D做到：　　1．強(qiáng)調(diào)基本概念，引導(dǎo)學(xué)生深刻理解相關(guān)內(nèi)容的實(shí)質(zhì)。為此，在正文中，我們力求使概念的敘述清晰、完整；在附錄中，還列出一些重要概念及結(jié)論，加深學(xué)生對(duì)正文相關(guān)內(nèi)容的理解?！　?．增補(bǔ)Matlab軟件相關(guān)內(nèi)容。目的，一是為使學(xué)生盡快了解當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)先進(jìn)工具，熟悉使用方法。同時(shí)，使學(xué)生在已掌握基本運(yùn)算技能的基礎(chǔ)上，擺脫繁重計(jì)算，集中精力于對(duì)基本概念、內(nèi)容的理解和掌握上?！　?．在預(yù)備知識(shí)方面，本教材重點(diǎn)放在基本概念及其幾何意義的理解上。培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用幾何與代數(shù)的思想去觀察事物和分析問(wèn)題的能力?！　∪珪?shū)共分5章及一個(gè)附錄，緒論由重慶大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院李斌副教授編寫(xiě)；第1章由陜西工學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化系何濟(jì)民副教授、重慶大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院李斌副教授聯(lián)合編寫(xiě)；第2章由重慶大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院盛朝強(qiáng)副教授編寫(xiě)；第3章由桂林電子工業(yè)學(xué)院機(jī)電與交通工程系王紅副教授編寫(xiě)；第4章由長(zhǎng)安大學(xué)信息工程學(xué)院自動(dòng)化系巨永峰教授編寫(xiě)；第5章由陜西工學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化系何濟(jì)民副教授編寫(xiě)；附錄由重慶大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院李斌副教授編寫(xiě)?！　≡诒緯?shū)大綱擬訂及編寫(xiě)過(guò)程中，許多方面得益于鄭大中教授、劉豹教授，以及重慶大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院吳志清副教授等人的著作。另外，重慶大學(xué)出版社對(duì)本書(shū)的編寫(xiě)給予了大力的支持。同時(shí)，也得到各編者所在學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心和支持。在此編者一并表示感謝!　　由于編者水平有限，書(shū)中錯(cuò)誤和不當(dāng)之處在所難免。在此，編者真誠(chéng)地歡迎讀者和同行批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

本書(shū)從多變量系統(tǒng)建模、性能分析和系統(tǒng)綜合角度闡述了現(xiàn)代控制理論的基礎(chǔ)知識(shí)和方法?！　∪珪?shū)共分5章和一個(gè)附錄，分別介紹了狀態(tài)空間法的基本概念、多變量系統(tǒng)的時(shí)域頻域建模方法、系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的概念和系統(tǒng)方程求解的方法、系統(tǒng)能控能觀性的概念、判據(jù)以及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分解定理、系統(tǒng)的穩(wěn)定性概念及相關(guān)判定定理，最后介紹了多變量系統(tǒng)綜合的基本方法。各章還介紹了用MATLAB實(shí)現(xiàn)本章理論、算法的方法和函數(shù)。　　本書(shū)可供大專院校自動(dòng)控制及相關(guān)專業(yè)師生選用，也可供有關(guān)科研及工程技術(shù)人員參考。

書(shū)籍目錄

緒論第1章　動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述　1.1　動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中狀態(tài)的基本概念　1.2　根據(jù)系統(tǒng)的物理機(jī)理建立狀態(tài)空間描述　1.3　根據(jù)系統(tǒng)的輸入輸出關(guān)系建立狀態(tài)空間描述　1.4　離散系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述　1.5　等價(jià)變換及特征值標(biāo)準(zhǔn)形　1.6　組合系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達(dá)式　1.7　從狀態(tài)空間描述求傳遞函數(shù)陣　1.8　多變量系統(tǒng)的其他描述　1.9　系統(tǒng)模型的計(jì)算機(jī)表示及其轉(zhuǎn)換方法　習(xí)題第2章　線性系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)　2.1　線性系統(tǒng)的自由運(yùn)動(dòng)　2.2　線性系統(tǒng)的一般運(yùn)動(dòng)　2.3　連續(xù)系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述的離散化　2.4　線性離散時(shí)間系統(tǒng)的一般運(yùn)動(dòng)　2.5　用MATLAB求取線性系統(tǒng)響應(yīng)的方法　習(xí)題第3章　線性控制系統(tǒng)的能控性和能觀測(cè)性　3.1　能控性和能觀測(cè)性的概念　3.2　線性連續(xù)時(shí)不變系統(tǒng)的能控性　3.3　線性連續(xù)時(shí)不變系統(tǒng)的能觀測(cè)性　3.4　線性時(shí)不變離散系統(tǒng)的能控性和能觀測(cè)性　3.5　線性時(shí)變系統(tǒng)的能控性與能觀測(cè)性　3.6　線性系統(tǒng)能控性與能觀測(cè)性的對(duì)偶關(guān)系　3.7　能控規(guī)范型和能觀測(cè)規(guī)范型　3.8　傳遞函數(shù)中零極點(diǎn)對(duì)消與狀態(tài)能控性和能觀測(cè)性之間的關(guān)系　3.9　線性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)按能控性、能觀測(cè)性的分解　3.10　用MATLAB分析系統(tǒng)能控性、能觀測(cè)性的方法　習(xí)題第4章　系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性　4.1　BIBO穩(wěn)定性　4.2　李雅普諾夫穩(wěn)定性定義　4.3　李雅普諾夫第一法　4.4　李雅普諾夫第二法　4.5　線性系統(tǒng)穩(wěn)定性分析　4.6　非線性系統(tǒng)穩(wěn)定性分析　4.7　線性定常離散系統(tǒng)穩(wěn)定性分析　4.8　MATLAB在系統(tǒng)穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用　習(xí)題第5章　線性定常系統(tǒng)的綜合　5.1　線性反饋控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)　5.2　帶輸出反饋系統(tǒng)的綜合　5.3　帶狀態(tài)反饋系統(tǒng)的綜合　5.4　狀態(tài)重構(gòu)與狀態(tài)觀測(cè)器的設(shè)計(jì)　5.5　帶觀測(cè)器狀態(tài)反饋系統(tǒng)的綜合　5.6　狀態(tài)反饋下閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性　5.7　解耦控制系統(tǒng)的綜合　5.8　MATLAB在線性系統(tǒng)綜合中的應(yīng)用　習(xí)題附　錄?、瘛【€性空間與線性變換?、颉【€性代數(shù)方程組及系統(tǒng)狀態(tài)空間的相關(guān)結(jié)論?、蟆《囗?xiàng)式矩陣?yán)碚摰幕局R(shí)?、簟〈涡汀「戒浟?xí)題參考文獻(xiàn)

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