現代控制理論基礎（簡體書）

《現代控制理論基礎》的內容闡述循序漸進，富有啟發性；論證與實例配合緊密，可讀性好。全書以狀態空間法為基礎闡述了現代控制理論的基本原理及其分析和綜合方法。全書分六章，內容包括控制系統的狀態空間描述、線性系統的運動分析、控制系統的能控性和能觀性、李雅普諾夫穩定性分析、線性系統的狀態綜合及倒立擺應用實例。同時，本教材還適當介紹了相關內容的MATLAB仿真求解方法，以加深對相關知識的理解。最後，還以經典控制模型倒立擺系統為例，介紹了現代控制理論在實際控制系統中的應用方法和過程。
《現代控制理論基礎》適用於自動化、電氣工程、系統工程等本科專業，同時也可供控制領域工程師及相關專業技術人員參考。

第0章 緒論
0．1 控制理論的發展
0．2 控制理論的應用
0．3 MATLAB軟件

第1章 控制系統狀態空間描述
1．1 狀態空間模型
1．1．1 狀態空間的相關概念
1．1．2 狀態空間一般表達式
1．1．3 狀態空間表達式的模擬結構圖
1．2 狀態空間表達式的建立
1．2．1 由系統機理建立狀態空間表達式
1．2．2 由動態結構圖求取系統狀態空間表達式
1．2．3 由微分方程求取狀態空間表達式
1．2．4 由傳遞函數求取狀態空間表達式
1．3 系統狀態空間的線性變換
1．3．1 系統狀態空間表達式的非唯一性
1．3．2 特徵值不變性與系統的不變量
1．3．3 狀態空間表達式變換為約旦標準型
1．4 系統傳遞函數陣
1．4．1 由狀態空間表達式求傳遞函數（陣）
1．4．2 傳遞函數（陣）的不變性
1．5 離散系統狀態空間描述
1．5．1 由差分方程建立狀態空間表達式
1．5．2 由脈衝傳遞函數建立狀態空間表達式
1．6 非線性和時變系統的狀態空間描述
1．6．1 非線性系統
1．6．2 時變系統
1．7 MATLAB進行狀態空間模型的建立
習 題

第2章 線性系統狀態空間表達式的解
2．1 線性定常系統齊次狀態方程的解
2．1．1 矩陣指數法
2．1．2 反拉氏變換法
2．2 狀態轉移矩陣
2．2．1 狀態轉移矩陣的性質
2．2．2 幾個特殊的矩陣指數函數
2．2．3 狀態轉移矩陣□或□的計算
2．3 線性定常系統非齊次方程的解
2．4 線性時變系統狀態方程的解
2．4．1 線性時變系統齊次方程的解
2．4．2 狀態轉移矩陣的性質
2．4．3 線性時變系統非齊次方程的解
2．5 離散時間系統的狀態空間分析
2．5．1 連續系統狀態空間方程的離散化
2．5．2 離散時間系統狀態方程的解
2．5．3 離散系統的狀態轉移矩陣□的計算
2．6 利用MATLAB求解狀態空間表達式
習 題

第3章 控制系統的能控性和能觀性
3．1 系統的能控性及其判別
3．1．1 線性定常系統的能控性定義
3．1．2 線性定常連續系統的能控性判別
3．1．3 線性定常連續系統能控性的另一種判別方法
3．1．4 線性定常離散系統的能控性判別
3．1．5 線性定常連續系統的輸出能控性
3．2 系統的能觀性及其判別
3．2．1 線性定常連續系統的能觀性
3．2．2 線性定常連續系統能觀性的另一種判別方法
3．2．3 線性定常離散系統的能觀性
3．3 系統能控標準型和能觀標準型
3．3．1 單輸入系統的能控標準型
3．3．2 單輸出系統的能觀標準型
3．4 系統能控性和能觀性的對偶關係
3．4．1 對偶系統
3．4．2 對偶原理
3．5 線性系統的結構分解
3．5．1 化為約旦標準型的分解
3．5．2 按能控性和能觀性分解
3．6 傳遞函數矩陣的狀態空間實現
3．6．1 實現問題的基本概念和屬性
3．6．2 能控標準型實現和能觀標準型實現
3．6．3 最小實現
3．6．4 能控性和能觀性與傳遞函數（陣）的關係
3．7 系統能控性和能觀性的MATLAB分析
3．7．1 系統的能控性和能觀性分析
3．7．2 系統能控性分解
3．7．3 系統能觀性分解
習題

第4章 李雅普諾夫穩定性分析
4．1 李雅普諾夫穩定性定義
4．1．1 系統的平衡狀態
4．1．2 李雅普諾夫意義下的穩定
4．2 李雅普諾夫第一法
4．3 李雅普諾夫第二法
4．3．1 標量函數的符號特性
4．3．2 二次型標量函數
4．3．3 二次型標量函數的符號特性
4．3．4 穩定性判據
4．4 線性定常系統的穩定性分析
4．5 線性定常離散時間系統狀態穩定性分析
4．6 線性時變連續系統的穩定性分析
4．7 非線性系統的李雅普諾夫穩定性分析
4．8利用MATLAB進行控制系統的穩定性分析
4．8．1 李雅普諾夫第一法分析系統穩定性
4．8．2 李雅普諾夫第二法分析系統穩定性
習顥

第5章 線性定常系統的綜合
5．1 反饋控制結構及其特性
5．1．1 狀態反饋
5．1．2 輸出反饋
5．1．3 閉環系統的能控性與能觀性
5．2 極點配置
5．2．1 狀態反饋極點配置方法
5．2．2 輸出反饋極點配置方法
5．3 系統鎮定問題
5．3．1 狀態反饋鎮定
5．3．2 輸出反饋鎮定
5．4 狀態觀測器
5．4．1 狀態觀測器的設計思路
5．4．2 狀態觀測器的定義
5．4．3 狀態觀測器的存在性條件
5．4．4 狀態觀測器的計算
5．4．5 降維觀測器
5．5 帶狀態觀測器的狀態反饋系統
5．5．1 系統結構與狀態空間表達式
5．5．2 閉環系統的基本特徵
5．6 MATLAB在控制系統綜合中的應用
5．6．1 極點配置
5．6．2 狀態觀測器設計
習 題

第6章 現代控制理論應用實例
6．1 倒立擺控制系統
6．2 一階倒立擺數學模型
6．3 系統的可控性分析
6．4 系統穩定性分析
6．5 極點配置法設計控制器
6．6 控制效果仿真
6．7 控制器應用
參考文獻