《现代控制理论基础》求取 ⇩

第一章绪言1

1.1控制理论的发展1

1.2控制工程的分类2

1.2.1根据目的分类2

1.2.2根据机能分类2

1.2.3根据现象分类3

1.3状态空间法的导入3

1.3.1相互干涉的多输入-多输出系统3

1.3.2非线性、时变系统5

1.3.3最优控制问题6

第二章基本的数学准备7

2.1拉普拉斯变换7

2.1.1拉氏变换的基本定义及性质7

2.1.2传递函数8

2.2行列式、向量、矩阵及有关性质9

2.2.1行列式9

2.2.2向量10

2.2.3向量的线性组合及基（向量）12

2.2.4矩阵及有关运算和性质14

2.2.5特征向量与特征值20

2.2.6标准伴随阵21

2.2.7Cayley-Hamilton定理22

2.2.8关于矩阵的对称性和正定性23

2.2.9关于时间函数的矩阵和向量的有关运算24

第三章状态空间描述法27

3.1数学模型27

3.2状态空间描述28

3.3组合系统的数学描述33

3.4状态方程的解法34

3.4.1状态方程的直接求解法35

3.4.2状态方程的拉氏变换求解法38

3.5离散时间状态方程40

3.5.1离散时间状态方程描述40

3.5.2连续时间系统的离散化41

3.5.3离散时间状态方程的求解43

3.6非线性模型的线性化44

3.7等价变换46

3.7.1等价变换46

3.7.2离散时间系统的等价变换48

3.7.3系统特征值的不变性48

3.7.4系统传递函数矩阵的不变性49

3.8实际系统状态空间模型的建立49

3.8.1离散时间状态空间模型的辨识算法49

3.8.2精馏塔状态空间模型的建立51

3.8.3工业电加热炉时滞状态空间模型的建立53

第四章能控性与能观性58

4.1能控性58

4.1.1能控性的基本概念58

4.1.2能控性判定准则60

4.1.3离散时间系统的能控性61

4.1.4能控性指数62

4.2能观性64

4.2.1能观性的基本概念64

4.2.2能观性判定准则65

4.2.3离散时间系统的能观性67

4.3对偶原理68

4.4规范分解70

4.5实现76

第五章稳定性理论79

5.1稳定性的定义79

5.1.1稳定性的基本概念79

5.1.2平衡状态80

5.1.3Lyapunov意义下的稳定性80

5.1.4输入输出稳定性81

5.2劳斯稳定性判据84

5.3 Lyapunov稳定性定理87

5.4离散时间系统的稳定性90

第六章状态反馈控制93

6.1状态反馈控制的基本概念及极点配置93

6.2线性系统的规范形95

6.2.1SISO系统的规范形95

6.2.2 MIMO系统的规范形101

6.3SISO系统的状态反馈控制103

6.3.1 SISO系统的极点配置103

6.3.2闭环系统极点的选取107

6.3.3状态反馈对传递函数的影响112

6.3.4渐近跟踪控制113

6.4MIMO系统的状态反馈控制114

6.4.1状态反馈控制的设计方法之一115

6.4.2状态反馈控制的设计方法之二118

6.4.3状态反馈控制的设计方法之三120

6.4.4反馈增益矩阵的非唯一性121

6.4.5 MIMO系统状态反馈对系统零点的影响122

6.5积分型状态反馈控制123

6.6输出反馈控制125

6.7解耦控制126

第七章线性二次型最优调节器129

7.1最优性的意义129

7.2动态系统的最优性条件131

7.3无限时间状态调节器问题132

7.4无限时间输出调节器问题136

7.5关于最优调节器的鲁棒性138

7.5.1最优调节器的增益裕度138

7.5.2具有α衰减度的最优调节器139

7.5.3LQR控制的鲁棒性139

7.6代数黎卡提方程的求解141

7.7最优数字调节器143

7.7.1线性数字调节器——有限时间问题143

7.7.2线性数字调节器——无限时间问题144

7.8精馏塔的最优状态反馈控制145

第八章状态观测器151

8.1观测器的基本思路151

8.2全维状态观测器152

8.3降维状态观测器155

8.4带观测器的反馈控制系统160

8.4.1分离定理160

8.4.2不变零点163

8.4.3动态补偿器164

8.5状态观测器的应用示例［10］165

8.5.1钢锭-均热炉的仿真模型及其简化模型165

8.5.2降维观测器的设计167

8.5.3计算机仿真结果169

第九章时滞系统控制及应用174

9.1时滞系统及Smith补偿器174

9.2线性连续时滞系统控制175

9.3线性离散时滞系统控制176

9.4时滞控制算法在工业电加热炉中的应用177

参考文献182