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第1章 绪论1

1.1 历史发展概况1

1.2 状态方程2

1.3 例子4

1.4 非线性系统的线性化15

1.5 使用MATLAB进行控制系统分析和设计21

1.6 循序渐进例子27

1.7 习题34

第2章 状态空间基本原理41

2.1 状态方程求解41

2.2 脉冲响应53

2.3 复频域的算法54

2.4 回到状态空间实现60

2.5 坐标变换62

2.6 用MATLAB进行仿真和坐标变换67

2.7 仿真和坐标变换的循序渐进例子72

2.8 习题78

第3章 能控性91

3.1 基本结论91

3.2 能控性的例子97

3.3 坐标变换和能控性100

3.4 能控性的PBH（Popov-Belevitch-Hautus）判据113

3.5 MATLAB在能控性和控制器标准型中的应用118

3.6 能控性和控制器标准型的循序渐进例子120

3.7 习题122

第4章 能观性127

4.1 基本结论127

4.2 能观性例子134

4.3 对偶性139

4.4 坐标变换和能观性141

4.5 能观性的PBH（Popov-Belevitch-Hautus）判据148

4.6 MATLAB在能观性和观测器标准型中的应用149

4.7 能观性和观测器标准型的循序渐进例子151

4.8 习题154

第5章 最小实现158

5.1 单输入、单输出实现的最小化158

5.2 多输入、多输出实现的最小化163

5.3 最小实现的MATLAB应用165

5.4 习题167

第6章 稳定性169

6.1 内部稳定性169

6.2 有界输入、有界输出稳定性185

6.3 有界输入、有界输出稳定性与渐进稳定之间的关系188

6.4 MATLAB在稳定性分析中的应用192

6.5 循序渐进例子：稳定性分析193

6.6 习题196

第7章 线性状态反馈控制系统的设计199

7.1 状态反馈控制律199

7.2 动态响应设计201

7.3 状态反馈闭环特征值配置212

7.4 可镇定性224

7.5 稳定状态跟踪228

7.6 MATLAB在状态反馈控制律设计中的应用237

7.7 循序渐进例子：设计动态响应和控制律240

7.8 习题248

第8章 观测器和基于观测器的补偿器254

8.1 观测器254

8.2 可检性263

8.3 降维观测器267

8.4 基于观测器的补偿器和分离原理273

8.5 基于观测器补偿器的稳态跟踪287

8.6 MATLAB在观测器设计中的应用293

8.7 循序渐进例子：设计状态观测器296

8.8 习题300

第9章 最优控制简介303

9.1 最优控制问题303

9.2 变分法概述305

9.3 最小能量控制315

9.4 线性二次型调节器322

9.5 最优控制MATLAB应用340

9.6 循序渐进例子1：线性二次型调节器342

9.7 习题344

附录A 矩阵入门347

A.1 基础347

A.2 矩阵运算349

A.3 行列式351

A.4 逆矩阵353

附录B 线性代数356

B.1 矢量空间356

B.2 子空间358

B.3 标准基360

B.4 基的变换360

B.5 正交性和正交补363

B.6 线性变换364

B.7 列空间和零空间368

B.8 特征值、特征向量及其相关内容372

B.9 向量和矩阵的范数379

附录C 循序渐进MATLAB例子M文件390

参考文献390

索引392