現(xiàn)代控制理論基礎(chǔ)

目 錄
緒論\t1
0．1 經(jīng)典控制理論\t1
0．2 現(xiàn)代控制理論\t2
0．3 本書(shū)的內(nèi)容和特點(diǎn)\t3
第1章 線(xiàn)性系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型\t4
1．1 狀態(tài)空間分析法\t4
1．1．1 例子\t4
1．1．2 狀態(tài)變量和狀態(tài)向量\t6
1．1．3 狀態(tài)空間和狀態(tài)空間模型\t6
1．2 狀態(tài)空間模型的建立\t10
1．2．1 由系統(tǒng)機(jī)理建立狀態(tài)空間模型\t10
1．2．2 由系統(tǒng)框圖求狀態(tài)空間模型\t13
1．3 由外部模型化為內(nèi)部模型及其標(biāo)準(zhǔn)型\t15
1．3．1 傳遞函數(shù)中沒(méi)有零點(diǎn)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)Ⅰ型和標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ型實(shí)現(xiàn)\t16
1．3．2 傳遞函數(shù)有零點(diǎn)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)Ⅰ型和標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ型實(shí)現(xiàn)\t19
1．3．3 約當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)型\t26
1．4 由狀態(tài)空間方程求傳遞函數(shù)陣\t31
1．4．1 傳遞函數(shù)陣的定義\t32
1．4．2 由狀態(tài)空間模型求傳遞函數(shù)陣\t32
1．5 離散時(shí)間系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型\t35
1．5．1 狀態(tài)空間方程\t35
1．5．2 狀態(tài)結(jié)構(gòu)圖\t37
1．6 狀態(tài)向量的線(xiàn)性變換\t38
1．6．1 狀態(tài)向量的線(xiàn)性變換\t38
1．6．2 系統(tǒng)特征值的不變性\t39
1．6．3 化系統(tǒng)矩陣A為標(biāo)準(zhǔn)型\t42
1．7 系統(tǒng)模型的MATLAB表示及其相互轉(zhuǎn)換\t54
1．7．1 系統(tǒng)模型間的轉(zhuǎn)換\t54
1．7．2 系統(tǒng)的非奇異線(xiàn)性變換與狀態(tài)空間標(biāo)準(zhǔn)型\t57
習(xí)題\t60
第2章 線(xiàn)性系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)分析\t62
2．1 狀態(tài)方程的齊次解（自由解）\t62
2．2 狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣\t64
2．3 線(xiàn)性系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)分析\t73
2．3．1 線(xiàn)性系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律\t73
2．3．2 特定輸入下線(xiàn)性系統(tǒng)的狀態(tài)響應(yīng)\t75
2．4 連續(xù)系統(tǒng)的時(shí)間離散化\t78
2．4．1 問(wèn)題的提出\t78
2．4．2 三點(diǎn)基本假設(shè)\t78
2．4．3 線(xiàn)性定常連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)空間方程的離散化\t79
2．4．4 近似離散化\t81
2．5 線(xiàn)性定常離散系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)分析\t82
2．5．1 線(xiàn)性定常離散系統(tǒng)齊次狀態(tài)方程的解\t82
2．5．2 狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣\t82
2．5．3 線(xiàn)性定常離散系統(tǒng)狀態(tài)方程的解\t84
2．6 MATLAB在線(xiàn)性系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)分析中的應(yīng)用\t88
2．6．1 計(jì)算系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣\t88
2．6．2 求解狀態(tài)方程\t89
習(xí)題\t92
第3章 線(xiàn)性系統(tǒng)的能控性與能觀測(cè)性\t95
3．1 線(xiàn)性連續(xù)系統(tǒng)的能控性\t95
3．1．1 狀態(tài)能控性的含義\t95
3．1．2 狀態(tài)能控性的定義\t97
3．1．3 狀態(tài)能控性判據(jù)\t97
3．1．4 線(xiàn)性定常連續(xù)系統(tǒng)的輸出能控性\t102
3．2 線(xiàn)性連續(xù)系統(tǒng)的能觀測(cè)性\t103
3．2．1 狀態(tài)能觀測(cè)性的含義\t103
3．2．2 狀態(tài)能觀測(cè)性的定義\t104
3．2．3 線(xiàn)性定常連續(xù)系統(tǒng)的狀態(tài)能觀測(cè)性判別\t105
3．3 線(xiàn)性離散系統(tǒng)的能控性與能觀測(cè)性\t109
3．3．1 線(xiàn)性定常離散系統(tǒng)的狀態(tài)能控性與能達(dá)性\t109
3．3．2 線(xiàn)性定常離散系統(tǒng)的狀態(tài)能觀測(cè)性\t112
3．3．3 離散化線(xiàn)性定常系統(tǒng)的狀態(tài)能控性和能觀測(cè)性\t114
3．4 能控性與能觀測(cè)性的對(duì)偶關(guān)系\t115
3．5 能控標(biāo)準(zhǔn)型與能觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)型\t117
3．5．1 系統(tǒng)的能控標(biāo)準(zhǔn)型\t117
3．5．2 單變量系統(tǒng)的能觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)型\t122
3．6 線(xiàn)性定常系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分解\t124
3．6．1 能控性結(jié)構(gòu)分解\t125
3．6．2 能觀測(cè)性結(jié)構(gòu)分解\t128
3．6．3 系統(tǒng)狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)分解\t129
3．7 傳遞函數(shù)矩陣的實(shí)現(xiàn)問(wèn)題\t133
3．7．1 SISO系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)\t133
3．7．2 MIMO系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)\t137
3．8 MATLAB在線(xiàn)性系統(tǒng)的能控性與能觀測(cè)性分析中的應(yīng)用\t143
習(xí)題\t150
第4章 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析\t153
4．1 李雅普諾夫穩(wěn)定性的基本概念\t153
4．1．1 平衡狀態(tài)\t153
4．1．2 李雅普諾夫穩(wěn)定性定義\t154
4．2 李雅普諾夫判定穩(wěn)定性的方法\t156
4．2．1 李雅普諾夫第一方法\t156
4．2．2 李雅普諾夫第二方法\t159
4．3 李雅普諾夫第二方法在線(xiàn)性系統(tǒng)分析中的應(yīng)用\t167
4．3．1 線(xiàn)性定常連續(xù)系統(tǒng)穩(wěn)定性分析\t167
4．3．2 線(xiàn)性定常離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析\t170
4．4 線(xiàn)性定常系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析\t173
4．5 MATLAB在控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用\t176
習(xí)題\t178
第5章 線(xiàn)性定常系統(tǒng)的綜合\t180
5．1 反饋控制結(jié)構(gòu)\t180
5．2 極點(diǎn)配置\t182
5．2．1 采用狀態(tài)反饋配置極點(diǎn)\t182
5．2．2 具有輸入變換器和串聯(lián)補(bǔ)償器的狀態(tài)反饋極點(diǎn)配置\t187
5．2．3 跟蹤控制器設(shè)計(jì)\t189
5．2．4 輸出反饋極點(diǎn)配置\t193
5．3 狀態(tài)重構(gòu)與狀態(tài)觀測(cè)器的設(shè)計(jì)\t194
5．3．1 狀態(tài)重構(gòu)原理\t194
5．3．2 全維狀態(tài)觀測(cè)器的設(shè)計(jì)\t196
5．3．3 降維狀態(tài)觀測(cè)器的設(shè)計(jì)\t198
5．4 帶觀測(cè)器狀態(tài)反饋系統(tǒng)的綜合\t204
5．4．1 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與數(shù)學(xué)模型\t204
5．4．2 閉環(huán)系統(tǒng)的基本特性\t205
5．5 MATLAB在線(xiàn)性系統(tǒng)的綜合中的應(yīng)用\t208
習(xí)題\t209
第6章 狀態(tài)空間分析法在工程中的應(yīng)用\t211
6．1 單倒立擺控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間設(shè)計(jì)\t211
6．2 大型橋式吊車(chē)行車(chē)控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間設(shè)計(jì)\t216
6．2．1 調(diào)節(jié)對(duì)象――橋式吊車(chē)（行車(chē)）狀態(tài)空間方程的建立\t216
6．2．2 行車(chē)系統(tǒng)的性能分析\t220
6．2．3 利用極點(diǎn)配置法設(shè)計(jì)全狀態(tài)反饋調(diào)節(jié)器\t222
6．2．4 全維狀態(tài)觀測(cè)器設(shè)計(jì)\t225
參考文獻(xiàn)\t230