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目录 1

第一章　绪论 1

1.1　控制理论发展史 1

1.2　现代控制理论的基本内容 2

第二章　控制系统的状态空间描述 3

2.1　控制系统的状态空间表达式 3

2.2　由微分方程求状态空间表达式 9

2.3　系统的传递函数矩阵 16

2.4　状态方程的线性变换 19

2.5　离散系统的数学描述 30

小结 33

习题 34

第三章　线性控制系统的运动分析 37

3.1　线性定常齐次状态方程的解 37

3.2　状态转移矩阵 39

3.3　线性定常非齐次状态方程的解 50

3.4　线性时变系统状态方程的解 52

3.5　线性离散系统状态方程的解 55

3.6　线性连续时间系统的离散化 59

小结 61

习题 62

第四章　线性控制系统的能控性和能观测性 66

4.1　线性连续系统的能控性 66

4.2　线性连续系统的能观测性 72

4.3　对偶原理 76

4.4　线性系统的能控标准形与能观测标准形 78

4.5　线性定常离散系统的能控性与能观测性 84

4.6　线性系统的结构分解 87

4.7　能控性、能观测性与传递函数矩阵的关系 94

小结 95

习题 96

第五章　控制系统的李雅普诺夫稳定性分析 100

5.1　李雅普诺夫意义下的稳定性 100

5.2　李雅普诺夫稳定性理论 102

5.3　线性系统的李雅普诺夫稳定性分析 109

5.4　非线性系统的李雅普诺夫稳定性分析 113

小结 119

习题 120

第六章　状态反馈和状态观测器 122

6.1　状态反馈和输出反馈 122

6.2　极点配置问题 125

6.3　状态观测器 130

6.4　带状态观测器的状态反馈系统 135

小结 139

习题 140

第七章　最优控制 142

7.1　用变分法求解最优控制问题 142

7.2　极小值原理及应用 156

7.3　二次型性能指标的线性最优控制 162

7.4　动态规划法 172

小结 182

习题 183

第八章　MATLAB在现代控制理论中的应用 185

8.1　几种数学模型及其转换 185

8.2　状态方程的解 188

8.3　控制系统的能控性和能观测性分析 192

8.4　Lyapunov稳定性分析 196

8.5　极点配置控制器的设计 197

8.6　线性二次型的最优调节器设计 199

参考文献 200