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現(xiàn)代控制理論 版權(quán)信息
- ISBN：9787560668253
- 條形碼：9787560668253 ; 978-7-5606-6825-3
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
現(xiàn)代控制理論 內(nèi)容簡介
本書為工科院校自動化及其相關(guān)專業(yè)的專業(yè)必修課程教材，內(nèi)容包括現(xiàn)代控制理論中*基礎(chǔ)的內(nèi)容——狀態(tài)空間分析法。 全書共7章，按照建模—分析—設(shè)計的思路，介紹了現(xiàn)代控制理論的基本問題。其中， 第1章介紹了控制理論的發(fā)展過程和現(xiàn)代控制理論的主要內(nèi)容；第2章和第3章分別介紹了狀態(tài)空間表達式和狀態(tài)方程的解；第4章和第5章分別分析了系統(tǒng)的能控性、能觀性和穩(wěn)定性；第6章介紹了系統(tǒng)綜合設(shè)計方法；第7章簡單介紹了*優(yōu)控制的基本理論。 為配合教學(xué)和自學(xué)，讀者可以掃描封面上的二維碼查看相關(guān)資源，也可以登錄愛課程網(wǎng)在線觀看與本書配套的河南省精品在線課程資源（包括講課視頻、電子課件、習(xí)題等資源）。 資源提取網(wǎng)址為：https://www.icourse163.org/course/LIT1465595161。 本書可供自動化、智能科學(xué)與技術(shù)和其他相關(guān)專業(yè)師生選用。
現(xiàn)代控制理論 目錄
第1章 緒論 1
1.1 控制理論的發(fā)展過程 1
1.1.1 控制理論的發(fā)展階段 2
1.1.2 經(jīng)典控制理論與現(xiàn)代控制理論的關(guān)系 4
1.2 現(xiàn)代控制理論的主要內(nèi)容 4
1.2.1 現(xiàn)代控制理論的主要分支 4
1.2.2 現(xiàn)代控制理論的應(yīng)用現(xiàn)狀 6
1.2.3 本書的內(nèi)容和特點 6
本章小結(jié) 7
習(xí)題 8
第2章 線性控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述 9
2.1 狀態(tài)空間表達式 9
2.1.1 狀態(tài)空間的基本概念 9
2.1.2 狀態(tài)空間表達式 10
2.1.3 狀態(tài)空間表達式的模擬結(jié)構(gòu)圖 13
2.1.4 實例分析 14
2.2 狀態(tài)空間表達式的建立 15
2.2.1 根據(jù)系統(tǒng)機理建立狀態(tài)空間表達式 15
2.2.2 由微分方程或傳遞函數(shù)建立狀態(tài)空間表達式 18
2.2.3 由方框圖建立狀態(tài)空間表達式 27
2.3 狀態(tài)向量的線性變換(坐標(biāo)變換) 29
2.3.1 狀態(tài)空間表達式的線性變換 30
2.3.2 線性變換的性質(zhì) 31
2.3.3 約當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)型 32
2.4 狀態(tài)空間表達式與傳遞函數(shù)矩陣 38
2.4.1 單輸入單輸出系統(tǒng) 38
2.4.2 多輸入多輸出系統(tǒng) 39
2.4.3 傳遞函數(shù)矩陣的不變性 40
2.4.4 組合系統(tǒng)的傳遞函數(shù)矩陣 41
2.5 離散時間系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達式 43
2.5.1 差分方程化為狀態(tài)空間表達式 44
2.5.2 離散系統(tǒng)的傳遞函數(shù)矩陣 45
2.6 基于MATLAB方法的系統(tǒng)狀態(tài)空間描述 45
2.6.1 狀態(tài)空間模型的建立 45
2.6.2 系統(tǒng)狀態(tài)空間表達式與傳遞函數(shù)矩陣的變換 47
2.6.3 系統(tǒng)狀態(tài)空間表達式的線性變換 48
2.6.4 約當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)型的變換 49
2.6.5 組合系統(tǒng)的實現(xiàn) 51
本章小結(jié) 52
習(xí)題 53
第3章 控制系統(tǒng)狀態(tài)方程的解 55
3.1 線性定常連續(xù)系統(tǒng)齊次狀態(tài)方程的解 55
3.1.1 齊次狀態(tài)方程解的定義 55
3.1.2 狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣 56
3.1.3 狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的計算 59
3.2 線性定常連續(xù)系統(tǒng)非齊次狀態(tài)方程的解 63
3.2.1 非齊次狀態(tài)方程的解 63
3.2.2 拉氏變換法求解 65
3.3 線性定常離散系統(tǒng)狀態(tài)方程的解 66
3.3.1 線性連續(xù)系統(tǒng)的時間離散化 66
3.3.2 離散系統(tǒng)狀態(tài)空間方程的解 68
3.4 基于MATLAB求解系統(tǒng)狀態(tài)方程 71
3.4.1 狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的計算 71
3.4.2 線性系統(tǒng)狀態(tài)方程的解 72
3.4.3 線性系統(tǒng)的響應(yīng) 73
本章小結(jié) 74
習(xí)題 75
第4章 線性控制系統(tǒng)的能控性和能觀性 77
4.1 線性定常連續(xù)系統(tǒng)的能控性 77
4.1.1 能控性定義 77
4.1.2 能控性判據(jù) 78
4.1.3 能控標(biāo)準(zhǔn)型 84
4.1.4 輸出能控性 87
4.2 線性定常連續(xù)系統(tǒng)的能觀性 88
4.2.1 能觀性定義 88
4.2.2 能觀性判據(jù) 88
4.2.3 能觀標(biāo)準(zhǔn)型 93
4.3 線性定常離散系統(tǒng)的能控性與能觀性 96
4.3.1 離散系統(tǒng)的能控性 96
4.3.2 離散系統(tǒng)的能觀性 98
4.4 對偶原理 99
4.4.1 對偶系統(tǒng) 99
4.4.2 對偶原理 101
4.5 線性定常系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分解 102
4.5.1 能控性結(jié)構(gòu)分解 102
4.5.2 能觀性結(jié)構(gòu)分解 105
4.5.3 能控能觀性結(jié)構(gòu)分解 108
4.6 線性定常系統(tǒng)的實現(xiàn) 111
4.6.1 實現(xiàn)問題的基本概念 112
4.6.2 能控型實現(xiàn)和能觀型實現(xiàn) 112
4.6.3 *小實現(xiàn) 117
4.7 傳遞函數(shù)中零極點對消與能控性、能觀性的關(guān)系 122
4.8 基于MATLAB分析系統(tǒng)的能控性和能觀性 125
4.8.1 系統(tǒng)的能控性和能觀性分析 125
4.8.2 系統(tǒng)的能控標(biāo)準(zhǔn)型和能觀標(biāo)準(zhǔn)型 126
4.8.3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分解 127
本章小結(jié) 129
習(xí)題 131
第5章 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析 134
5.1 李雅普諾夫關(guān)于穩(wěn)定性的定義 134
5.1.1 系統(tǒng)的平衡狀態(tài) 134
5.1.2 李雅普諾夫穩(wěn)定性定義 135
5.2 李雅普諾夫**法 138
5.2.1 線性系統(tǒng)的穩(wěn)定判據(jù) 138
5.2.2 非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性 139
5.3 李雅普諾夫第二法 140
5.3.1 預(yù)備知識 141
5.3.2 幾個穩(wěn)定性判據(jù) 144
5.3.3 關(guān)于李雅普諾夫函數(shù)的討論 148
5.4 李雅普諾夫方法在線性定常系統(tǒng)中的應(yīng)用 148
5.4.1 線性定常連續(xù)系統(tǒng)漸近穩(wěn)定判據(jù) 148
5.4.2 線性定常離散系統(tǒng)漸近穩(wěn)定判據(jù) 151
5.5 MATLAB在線性系統(tǒng)穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用 153
5.5.1 利用特征根判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性 153
5.5.2 利用李雅普諾夫第二法判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性 153
本章小結(jié) 155
習(xí)題 156
第6章 線性控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間綜合 158
6.1 線性反饋控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 158
6.1.1 狀態(tài)反饋 158
6.1.2 輸出反饋 159
6.1.3 輸出到狀態(tài)導(dǎo)數(shù)的反饋 160
6.1.4 線性反饋的性質(zhì) 160
6.1.5 閉環(huán)系統(tǒng)的能控性和能觀性 161
6.2 極點配置 163
6.2.1 狀態(tài)反饋實現(xiàn)極點配置 163
6.2.2 輸出反饋實現(xiàn)極點配置 167
6.2.3 從輸出到狀態(tài)導(dǎo)數(shù)的反饋實現(xiàn)極點配置 168
6.3 系統(tǒng)解耦 169
6.3.1 解耦的定義 169
6.3.2 串聯(lián)補償器解耦 170
6.3.3 狀態(tài)反饋解耦 171
6.4 狀態(tài)觀測器 175
6.4.1 觀測器的定義 175
6.4.2 觀測器的設(shè)計方法 177
6.4.3 降維觀測器 178
6.5 基于狀態(tài)觀測器的狀態(tài)反饋系統(tǒng) 182
6.5.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 182
6.5.2 閉環(huán)系統(tǒng)的基本特性 183
6.6 MATLAB在系統(tǒng)綜合中的應(yīng)用 186
6.6.1 MATLAB實現(xiàn)極點配置 186
6.6.2 狀態(tài)觀測器設(shè)計 187
6.6.3 帶有狀態(tài)觀測器的狀態(tài)反饋閉環(huán)系統(tǒng) 189
本章小結(jié) 190
習(xí)題 192
第7章 *優(yōu)控制系統(tǒng) 194
7.1 *優(yōu)控制的一般概念 194
7.1.1 *優(yōu)控制問題 194
7.1.2 *優(yōu)控制的性能指標(biāo) 196
7.1.3 二次型性能指標(biāo)的*優(yōu)控制 197
7.1.4 *優(yōu)控制的研究方法 199
7.2 線性定常連續(xù)系統(tǒng)的二次型*優(yōu)控制 199
7.2.1 線性定常連續(xù)系統(tǒng)的二次型*優(yōu)控制問題描述 199
7.2.2 線性定常連續(xù)自治系統(tǒng)的二次型*優(yōu)控制 200
7.2.3 線性定常連續(xù)系統(tǒng)二次型*優(yōu)控制 203
7.3 線性定常離散系統(tǒng)二次型*優(yōu)控制 206
7.3.1 線性定常離散自治系統(tǒng)的二次型*優(yōu)控制 206
7.3.2 線性定常離散系統(tǒng)的二次型*優(yōu)控制 208
7.4 基于MATLAB求解線性二次型*優(yōu)控制問題 209
本章小結(jié) 213
習(xí)題 215
參考文獻 216
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