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绪论 1

第1章 控制系统状态空间模型 5

1.1 引言 5

1.2 化系统的一般时域描述为状态空间描述 9

1.3 化系统的频域描述为状态空间描述 13

1.4 状态向量的线性变换（坐标变换） 19

1.5 由状态空间表达式求传递函数阵 26

1.6 列写系统状态方程的Matlab方法 29

1.7 习题举例 32

1.8 习题 34

第2章 控制系统的状态方程求解 37

2.1 引言 37

2.2 线性定常齐次状态方程的解 37

2.3 线性定常非齐次状态方程的解 43

2.4 状态转移矩阵的计算方法 45

2.5 线性时变系统状态方程的解 49

2.6 连续时间系统的离散化 53

2.7 线性定常离散系统状态方程求解 57

2.8 习题举例 61

2.9 习题 64

第3章 控制系统的能控性和能观测性 66

3.1 引言 66

3.2 线性连续系统的能控性 66

3.3 线性连续系统的能观测性 78

3.4 线性定常离散系统的能控性和能观测性 86

3.5 能控性与能观测性的对偶关系 90

3.6 线性定常系统的能控标准型和能观测标准型 91

3.7 线性定常系统的结构分解 97

3.8 传递函数阵的实现 105

3.9 传递函数阵中零极点相消与系统能控性和能观测性之间的关系 111

3.10 习题举例 113

3.11 习题 116

第4章 李亚普诺夫稳定性分析 120

4.1 李亚普诺夫第二法概述 120

4.2 李亚普诺夫意义下的稳定性 122

4.3 李亚普诺夫稳定性定理 123

4.4 线性系统的李亚普诺夫稳定性分析 126

4.5 变量梯度法 131

4.6 利用Matlab分析系统稳定性 134

4.7 习题举例 138

4.8 习题 142

第5章 控制系统的状态空间综合 144

5.1 引言 144

5.2 状态反馈和输出反馈 144

5.3 极点配置 146

5.4 系统镇定 153

5.5 解耦控制 154

5.6 状态观测器 157

5.7 降维观测器 162

5.8 带状态观测器的状态反馈系统 165

5.9 习题举例 169

5.10 习题 172

第6章 最优控制 174

6.1 引言 174

6.2 预备知识：向量和矩阵的导数 174

6.3 最优控制问题 176

6.4 最优控制的数学分类 178

6.5 动态规划 178

6.6 泛函及变分法 182

6.7 庞特里亚金极小值原理 184

6.8 线性二次型最优控制问题 186

6.9 习题举例 206

6.10 习题 222

参考文献 226