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《现代控制理论》(Modern Control Theory)刘豹版[PDF]
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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
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