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前言1

绪论1

目录1

第一部分 线性系统的时间域理论7

第1章 线性系统的状态空间描述7

1.1 系统的状态空间描述7

1.2 系统按其状态空间描述的分类12

1.3 化输入-输出描述为状态空间描述16

1.4 状态方程的对角线规范形和约当规范形20

1.5 由状态空间描述导出传递函数矩阵27

1.6 线性系统在坐标变换下的特性31

1.7 组合系统的状态空间描述34

习题37

2.1 引言41

第2章 线性系统的运动分析41

2.2 线性定常系统的运动分析42

2.3 线性定常系统的状态转移矩阵50

2.4 线性定常系统的脉冲响应矩阵51

2.5 线性时变系统的运动分析54

2.6 线性连续系统的时间离散化59

2.7 线性离散系统的运动分析63

习题67

第3章 线性系统的能控性和能观测性70

3.1 能控性和能观测性的定义70

3.2 线性连续时间系统的能控性判据73

3.3 线性连续时间系统的能观测性判据84

3.4 对偶性原理90

3.5 线性离散时间系统的能控性和能观测性92

3.6 能控规范形和能观测规范形：单输入-单输出情形98

3.7 能控规范形和能观测规范形：多输入-多输出情形103

3.8 线性系统的结构分解109

习题117

第4章 系统运动的稳定性121

4.1 外部稳定性和内部稳定性121

4.2 李亚普诺夫意义下运动稳定性的一些基本概念124

4.3 李亚普诺夫第二方法的主要定理126

4.4 线性系统的状态运动稳定性的判据131

4.5 线性定常系统的稳定自由运动的衰减性能的估计136

4.6 离散时间系统的状态运动稳定性及其判据138

习题140

5.1 引言142

第5章 线性反馈系统的时间域综合142

5.2 状态反馈和输出反馈144

5.3 极点配置问题：可配置条件和算法148

5.4 镇定问题：可镇定条件和算法159

5.5 解耦控制问题：可解耦条件和算法161

5.6 跟踪问题：无静差性和鲁棒控制173

5.7 线性二次型最优控制问题180

5.8 状态重构问题和状态观测器196

5.9 引入观测器的状态反馈控制系统的特性211

习题216

第二部分 线性系统的复频率域理论223

第6章 数学基础：多项式矩阵理论223

6.1 多项式矩阵223

6.2 奇异和非奇异224

6.3 线性相关和线性无关224

6.4 秩225

6.5 单模矩阵226

6.6 初等变换227

6.7 埃尔米特形228

6.8 公因子和最大公因子231

6.9 互质性235

6.10 列次数和行次数239

6.11 既约性240

6.12 史密斯形243

6.13 波波夫形248

6.14 矩阵束和克罗内克尔形252

习题255

第7章 传递函数矩阵的矩阵分式描述259

7.1 矩阵分式描述259

7.2 矩阵分式描述的真性和严真性261

7.3 由非真矩阵分式描述中导出严格真矩阵分式描述264

7.4 不可简约矩阵分式描述267

7.5 确定不可简约矩阵分式描述的算法270

7.6 规范矩阵分式描述273

7.7 史密斯-麦克米伦形275

习题278

第8章 传递函数矩阵的结构特性281

8.1 极点和零点281

8.2 结构指数285

8.3 无穷远处的极点和零点287

8.4 传递函数矩阵的评价值288

8.5 传递函数矩阵的零空间294

8.6 最小多项式基和克罗内克尔指数294

8.7 传递函数矩阵的亏数299

习题302

第9章 传递函数矩阵的状态空间实现305

9.1 实现的一些基本概念和属性305

9.2 标量传递函数的一些典型实现311

9.3 有理分式矩阵传递函数的一些典型实现317

9.4 基于矩阵分式描述的典型实现：控制器形实现和观测器形实现319

9.5 基于矩阵分式描述的典型实现：能控性形实现和能观测性形实现330

9.6 不可简约矩阵分式描述的最小实现336

9.7 规范矩阵分式描述的最小实现338

习题339

第10章 线性系统的多项式矩阵描述342

10.1 多项式矩阵描述342

10.2 多项式矩阵描述的状态空间实现345

10.3 多项式矩阵描述的互质性和状态空间描述的能控性和能观测性347

10.4 传输零点和解耦零点350

10.5 系统矩阵353

10.6 严格系统等价355

习题363

第11章 线性定常反馈系统的复频率域分析和综合366

11.1 组合系统的能控性和能观测性366

11.2 反馈系统的稳定性375

11.3 极点配置问题的状态反馈的综合379

11.4 极点配置问题的观测器一控制器型补偿器的综合387

11.5 采用输出反馈时极点配置问题的补偿器的综合392

11.6 采用输出反馈时解耦控制问题的补偿器的综合401

11.7 采用输出反馈时无静差跟踪控制问题的补偿器的综合407

11.8 线性二次型调节器问题的频域综合411

习题417

参考文献420