現代控制工程（簡體書）

本書系西安交通大學研究生創新教育系列教材，主要介紹了現代控制工程理論中的線性系統基本理論，最優控制以及離散系統控制理論及其在機械工程中的應用。本書適合機械類包括機電一體化工程、機械製造及自動化和機械電子工程等專業研究生和高年級本科生用作教材，也可供有關專業技術人員參考。

第1章 緒論
1.1 控制理論及工程的發展
1.2 現代復雜機電控制系統分析
1.3 經典控制理論與現代控制理論的特點
1.4 現代控制理論的基本內容

第2章 控制系統的狀態空間描述
2.1 基本概念
2.2 系統狀態空間描述
2.3 由系統微分方程列寫狀態空間描述
2.4 由傳遞函數列寫狀態空間描述
2.5 非線性狀態方程的線性化
2.6 系統的傳遞函數矩陣
2.7 狀態方程的線性變換
2.8 機電液系統狀態空間表達式的建立
2.9 基於Matlab的系統模型轉換
習題

第3章 控制系統的狀態空間分析——狀態方程的解
3.1 線性定常齊次狀態方程的解
3.2 矩陣指數函數
3.2.1 矩陣指數函數的性質
3.2.2 矩陣指數函數應用
3.3 狀態轉移矩陣
3.4 非齊次狀態方程的解——控制系統的受控運動
3.5 線性時變系統的運動分析
3.6 基於MATLAB的系統運動分析
習題

第4章 控制系統的李亞普諾夫穩定性分析
4.1 李亞普諾夫意義下的穩定性
4.2 判別系統穩定的李亞普諾夫方法
4.2.1 Lyapunov第一法
4.2.2 Lyapunov第二法
4.3 線性系統的Lyapunov穩定性分析
4.3.1 線性定常系統的穩定性分析
4.3.2 線性時變系統的穩定性分析
習題

第5章 控制系統的可控性與可測性——系統分析（定性分析）
5.1 可控性與可測性的概念
5.1.1 問題的提出
5.1.2 可控性與可觀測性的概念
5.2 可控性的判別準則
5.2.1 線性定常連續系統的可控性及其判據
5.2.2 線性時變系統的可控性判據
5.3 可觀測性及其判據
5.3.1 線性定常連續系統的可觀測性及其判據
5.3.2 線性時變系統的可觀測性及其判據
5.4 可控標準型與可測標準型
5.4.1 可控標準型
5.4.2 可測標準型
5.4.3 對偶系統與對偶原理
5.5 可控性、可測性與系統傳遞函數的關係
5.6 基於Matlab的系統可控性與可觀測性分析
習題

第6章 系統的狀態反饋與觀測器——系統綜合問題
6.1 狀態反饋與輸出反饋
6.1.1 狀態反饋和輸出反饋
6.1.2 對兩種反饋形式的討論
6.2 系統極點（即特徵值）配置
6.2.1 系統極點配置的方法
6.2.2 對于狀態反饋與輸出反饋的幾點說明
6.3 狀態觀測器
6.3.1 狀態觀測器模型
6.3.2 求狀態觀測器增益矩陣的方法
6.4 采用觀測器的狀態反饋系統
6.5 降維觀測器
6.6 用MATLAB進行控制系統的狀態空間設計
習題

第7章 最優控制
7.1 概述
7.2 最優控制的變分法
7.3 有約束最優控制的極小值原理
7.4 動態規劃
7.5 線性二次型最優控制
7.5.1 有限時間狀態調節器問題
7.5.2 無限時間輸出調節器問題
7.5.3 線性定常調節器問題
7.6 應用MATLAB解線性二次型最優控制問題
習題

第8章 離散系統的狀態空間描述和分析
8.1 離散系統分析基礎
8.1.1 脈沖采樣與采樣定理
8.1.2 保持器
8.1.3 z變換與z反變換
8.1.4 離散系統的差分方程
8.1.5 線性定常離散系統的z傳遞函數
8.2 離散系統的狀態空間表達式的建立
8.2.1 系統連續部分狀態空間表達式的離散化
8.2.2 由差分方程求狀態空間表達式
8.2.3 由z傳遞函數求狀態空間表達式
8.3 離散系統的傳遞矩陣
8.4 離散系統的運動分析
8.5 離散系統的李亞普諾夫穩定性分析
8.6 離散系統的可控性與可觀測性
8.7 基於MATLAB的離散系統分析
8.7.1 用MATLAB實現線性定常連續系統的離散化
8.7.2 用MATLAB求解線性定常離散系統的狀態方程
8.7.3 用MATLAB判斷線性定常離散系統的可控性與可測性
習題
參考文獻