《现代控制理论》刘豹版[PDF]

内容简介：本书是根据原国家机械委员会“工业自动化仪表”专业教学指导委员会1987年9月北戴河会议确定的教学计划和大纲而编写的。本书作为高等工科院 校工业自动化仪表及其相邻专业学生的一门必选课教材，包括现代控制理论中的最基础的内容——状态空间方法。状态空间方法不仅是控制理论的基础，而且也是现 代网络分析和线性系统理论的基础，自动化专业的学生应该熟悉这种基本方法。状态空间分析方法的数学基础是线性代数和矩阵论，这部分数学在工程数学课程中已 讲授过，为了复习，有些部分还在本书中作少量重复。能控性和能观性是状态分析方法的根本问题，在本书中作了适当说明。李雅普诺夫稳定性理论无论对线性或非 线性系统的分析和综合都有用处，这是控制理论中若干再生的古老理论之一，本书对此作了最基本的阐明。确定性最优控制理论涉及函概念，考虑到部分学生可能欠 缺这方面的知识，本书对泛函的基本概念和规律作了通俗的说明。本书介绍了最优控制的三种基本方法，即变分法、极大值理论和动态规划。具体讨论了状态反馈和 输出反馈控制问题。对于观测器问题也作了简述。当然，由于学时限制，对模型简化和最小实现问题，或未能提及或只作了一般介绍，有兴趣的读者可查阅有关文 献。本书可供工业自动化仪表、工业电气自动化专业以及其它有关专业的师生选用。

目录: 

绪论
§0-1 控制理论的性质
§0-2 控制理论的发展
§0-3 控制理论的应用
§0-4 控制一个动态系统的几个基本步骤
第一章 控制系统的状态空间表达式
§1-1 状态变量及状态空间表达式
§1-2 状态空间表达式的模拟结构图
§1-3 状态空间表达式的建立(一)
§1-4 状态空间表达式的建立(二)
§1-5 状态向量的线性变换(坐标变换)
§1-6 从状态空间表达式求传递函数阵
§1-7 离散时间系统的状态空间表达式
§1-8 时变系统和非线性系统的状态空间表达式
习题
第二章 控制系统状态空间表达式的解
§2-1 线性定常齐次状态方程的解(自由解)
§2-2 矩阵指数函数——状态转移矩阵
§2-3 线性定常系统非齐次方程的解
§2-4 线性时变系统的解
§2-5 离散时间系统状态方程的解
§2-6 连续时间状态空间表达式的离散化
第三章 线性控制系统的能控性和能观性
§3-1 能控性的定义
§3-2 线性定常系统的能控性判别
§3-3 线性连续定常系统的能观性
§3-4 离散时间系统的能控性与能观性
§3-5 时变系统的能控性与能观性
§3-6 能控性与能观性的对偶关系
§3-7 状态空间表达式的能控标准型与能观标准型
§3-8 线性系统的结构分解
§3-9 传递函数矩阵的实现问题
§3-10 传递函数中零极点对消与状态能控性和能观性之间的关系
习题
第四章 稳定性与李雅普诺夫方法
§4-1 李雅普诺夫关于稳定性的定义
§4-2 李雅普诺夫第一法
§4-3 李雅普诺夫第二法
§4-4 李雅普诺夫方法在线性系统中的应用
§4-5 李雅普诺夫方法在非线性系统中的应用
习题
第五章 线性定常系统的综合
§5-1 线性反馈控制系统的基本结构及其特性
§5-2 极点配置问题
§5-3 系统镇定问题
§5-4 系统解耦问题
§5-6 利用状态观测器实现状态反馈的系统
习题
第六章 最优控制
§6-1 概述
§6-2 研究最优控制的前提条件
§6-3 表态最优化问题的解
§6-4 离散时间系统的最优控制
§6-5 连续时间系统最优控制的离散化处理
§6-6 泛函及其极值——变分法
§6-7 用变分法求解连续系统最优控制问题——有约束条件的泛函极植
§6-8 极不值原理
§6-9 Bang-Bang控制
§6-10 双积分系统的时间最优控制
§6-11 动态规划法
§6-12 线性二次型最优控制问题
§6-13 线性二次型次优控制问题
习题
参考文献