图书介绍

现代控制理论【2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载】

吴立成主编著
出版社：北京：中国水利水电出版社
ISBN：9787508481289
出版时间：2011
标注页数：174页
文件大小：41MB
文件页数：181页
主题词：现代控制理论

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图书目录

绪论1

第1章状态空间描述5

1.1 引言5

1.2 状态空间描述的相关概念5

1.3 系统状态空间方程的建立7

1.4 状态空间方程的一般形式和特点9

1.5 微分方程化为状态空间描述10

1.5.1 微分方程中不含输入函数的导数项10

1.5.2 微分方程中包含输入函数的导数项11

1.6 传递函数化为状态空间描述13

1.6.1 传递函数极点互不相同13

1.6.2 传递函数的极点有重根15

1.7 离散系统的状态空间描述17

1.7.1 将标量差分方程化为状态空间描述17

1.7.2 将脉冲传递函数化为状态空间描述19

1.8 状态方程的规范型式20

1.8.1 系统的特征值及其性质20

1.8.2 将状态方程化为对角线标准型21

1.9 基于MATLAB的模型转换25

习题27

第2章线性系统的运动分析29

2.1 引言29

2.2 线性系统状态方程的解29

2.3 状态转移矩阵30

2.4 矩阵指数函数eAt的计算33

2.4.1 直接计算法（矩阵指数函数）33

2.4.2 对角线标准型与Jordan标准型法33

2.4.3 拉氏变换法34

2.4.4 化eAt为A的有限项法35

2.4.5 求解eAt的MATLAB函数40

2.5 离散时间系统状态方程的解40

2.5.1 迭代法40

2.5.2 Z变换法（适用于定常离散系统）41

2.6 线性连续系统的离散化43

2.6.1 时变系统状态方程的离散化44

2.6.2 定常系统状态方程的离散化45

习题49

第3章能控性与能观测性51

3.1 引言51

3.2 线性连续系统的能控性51

3.2.1 定常系统状态能控性的代数判据51

3.2.2 状态能控性条件的标准型判据53

3.2.3 用传递函数矩阵表达的状态能控性条件55

3.2.4 线性时变系统的能控性56

3.2.5 输出能控性57

3.2.6 能控子空间57

3.3 线性连续系统的能观测性58

3.3.1 定常系统状态能观测性的代数判据59

3.3.2 用传递函数矩阵表达的能观测性条件60

3.3.3 状态能观测性条件的标准型判据61

3.3.4 线性时变系统的能观性63

3.3.5 不能观子空间64

3.4 线性离散系统的能控性和能观测性64

3.4.1 定常离散系统的能控性64

3.4.2 线性离散定常系统的能观测性65

3.4.3 离散化（采样周期）对能控与能观性的影响66

3.5 能控规范型和能观规范型67

3.6 对偶原理70

3.7 结构分解71

3.7.1 线性定常系统按能控性的结构分解71

3.7.2 线性定常系统按能观性的结构分解73

3.7.3 能控与能观性规范分解74

习题75

第4章李亚普诺夫稳定性79

4.1 引言79

4.2 Lyapunov意义下的稳定性问题79

4.2.1 平衡状态、给定运动与扰动方程之原点79

4.2.2 Lyapunov意义下的稳定性定义80

4.2.3 预备知识82

4.3 Lyapunov稳定性理论83

4.3.1 Lyapunov第二法84

4.3.2 非线性系统的稳定性87

4.4 线性系统的Lyapunov稳定性分析89

4.4.1 线性定常系统的Lyapunov稳定性分析89

4.4.2 线性定常离散系统稳定性分析94

4.4.3 线性时变系统的稳定性分析94

4.5 基于Lyapunov稳定性理论的模型参考控制系统设计95

习题97

第5章状态反馈与观测器99

5.1 引言99

5.1.1 问题的提法99

5.1.2 性能指标的类型100

5.1.3 综合问题的主要研究内容101

5.2 极点配置问题101

5.2.1 状态反馈极点配置问题定义101

5.2.2 可配置条件102

5.2.3 极点配置的算法105

5.2.4 利用MATLAB求解极点配置问题111

5.3 利用极点配置法设计调节器型系统111

5.4 状态重构问题与伦伯格（Luenberger）状态观测器117

5.4.1 全维状态观测器结构118

5.4.2 全维状态观测器的误差方程118

5.4.3 对偶问题119

5.4.4 可观测条件120

5.4.5 全维状态观测器的极点配置算法120

5.4.6 最小阶观测器127

5.4.7 系统设计的分离性原理：观测器的引入对闭环系统的影响132

5.4.8 控制器—观测器的传递函数134

5.4.9 利用MATLAB设计状态观测器134

习题135

第6章基于状态反馈的伺服系统设计139

6.1 引言139

6.2 被控系统具有积分器的I型闭环伺服系统139

6.3 被控系统中不含积分器时的I型闭环伺服系统的设计143

6.4 带最小阶观测器的I型闭环伺服系统的设计152

习题157

第7章二次型最优控制158

7.1 引言158

7.2 问题的提法158

7.3 参数最优问题的Lyapunov第二法的解法159

7.4 终点时间无限的线性调节器问题162

7.5 二次型最优控制问题的MATLAB解法示例166

习题172

参考文献174