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第1章 系统的数学描述 1

1.1 系统的输入-输出描述 1

1.2 线性系统的状态空间描述 12

1.3 输入-输出描述到状态空间描述的转换 22

1.4 状态方程的对角线规范形和约当规范形 29

1.5 线性系统在坐标变换下的特性 40

1.6 组合系统的状态空间描述 44

习题 47

第2章 线性系统的运动分析 52

2.1 引言 52

2.2 线性定常系统的运动分析 53

2.3 线性定常系统的状态转移矩阵 66

2.4 线性时变系统的运动分析 68

2.5 线性连续系统的时间离散化 72

2.6 线性离散系统的运动分析 77

习题 79

第3章 线性系统的能控性和能观测性 83

3.1 能控性和能观测性的定义 83

3.2 线性连续时间系统的能控性判据 86

3.3 线性连续时间系统的能观测性判据 99

3.4 对偶性原理 106

3.5 线性离散时间系统的能控性和能观测性 107

3.6 单输入-单输出系统的能控规范形和能观测规范形 112

3.7 多输入-多输出系统的能控规范形和能观测规范形 118

3.8 线性系统的结构分解 130

习题 143

第4章 传递函数矩阵的状态空间实现 147

4.1 实现和最小实现 147

4.2 传递函数向量的实现 155

4.3 传递函数矩阵的实现 158

习题 164

第5章 系统运动的稳定性 166

5.1 外部稳定性和内部稳定性 166

5.2 李亚普诺夫意义下运动稳定性的一些基本概念 170

5.3 李亚普诺夫第二方法的主要定理 174

5.4 李亚普诺夫函数的常用构造方法 177

5.5 线性系统的状态运动稳定性判据 182

5.6 离散时间系统的状态运动稳定性及其判据 187

习题 191

第6章 线性系统的状态反馈和状态观测器 193

6.1 状态反馈与输出反馈 193

6.2 状态反馈和输出反馈对系统能控性和能观测性的影响 195

6.3 单输入系统的状态反馈极点配置 199

6.4 多输入系统的状态反馈极点配置 207

6.5 状态反馈对传递函数矩阵的影响 218

6.6 状态不完全能控系统的极点配置问题 224

6.7 输出反馈的极点配置 225

6.8 状态反馈动态解耦 227

6.9 线性二次型最优控制 238

6.10 线性二次型最优控制系统设计实例——二级倒立摆最优控制系统的设计 252

6.11 线性系统的全维状态观测器 257

6.12 线性系统的降维状态观测器 265

6.13 基于观测器的状态反馈系统的特性 268

习题 271

参考文献 277