现代控制理论基础教程
出版时间:
2023-09
版次:
1
ISBN:
9787302641803
定价:
36.00
装帧:
其他
开本:
16开
纸张:
胶版纸
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本书以单输入单输出线性定常系统为背景，系统介绍了现代控制理论的基础知识。这些基础知识包括现代控制理论的数学基础——矩阵、状态空间法的基本概念、状态空间法的表达方式、线性定常系统的运动、系统的能控性和可观测性、系统的状态反馈与极点配置、线性系统的**控制以及李雅普诺夫稳定性分析。 现代控制理论的理论性较强，应用的数学知识较多且内容抽象，为了便于读者理解和掌握现代控制理论的基础知识，本书引入MATLAB仿真软件来加深读者对现代控制理论基础知识的理解，其目的就是为读者提供另一种掌握现代控制理论知识的途径。 本书注重现代控制理论的应用性，基本原理与方法阐述透彻，层次分明，篇幅简练，内容精选，且每章均附有小结和习题，书后还附有拓展阅读和各章的习题答案供教师和学生及工程技术人员参考。 本书适合作为应用型大学自动控制专业及其相近专业的本科生和大专生的教材，也可供从事自动控制方面工作的工程技术人员参考使用。 第1章线性代数基础知识00
1.1行列式00
1.1.1n阶行列式的定义00
1.1.2行列式的性质00
1.1.3行列式的计算00
1.2行列式按行(列)展开00
1.3矩阵00
1.3.1矩阵的基本概念00
1.3.2矩阵的基本运算00
1.3.3逆阵00
1.4MATLAB在线性代数中的应用0
1.4.1矩阵0
1.4.2矩阵的运算0
本章小结0
习题0
第2章状态空间法概述0
2.1状态空间法的基本概念0
2.1.1现代控制理论与经典控制理论的比较0
2.1.2状态变量、状态向量和状态空间0
2.2状态空间法的建立0
2.2.1状态空间法的组成0
2.2.2状态空间法的特点0
本章小结0
习题0
第3章状态空间法的表达方式0
3.1一般时域描述转换为状态空间描述0
3.1.1微分方程转换为状态空间描述的工作原理0
3.1.2微分方程转换为状态空间描述的示例0
3.2系统的频域描述转换为状态空间描述0
3.2.1系统的频域描述转换为状态空间描述的工作原理0
3.2.2系统的频域描述转换为状态空间描述的示例0
3.2.3用MATLAB求频域描述转换为状态空间描述0
3.3系统结构框图转换为状态空间描述0
3.3.1系统结构框图转换为状态空间描述的工作原理0
3.3.2系统的结构框图转换为状态空间描述的示例0
3.4传递函数的状态空间最小实现问题0
3.5由状态空间表达式到传递函数矩阵的转换0
本章小结0
习题0
第4章线性定常系统的运动0
4.1状态转移矩阵0
4.1.1状态转移矩阵的概念0
4.1.2状态转移矩阵的性质0
4.1.3状态转移矩阵的计算0
4.2线性定常系统的运动0
4.2.1线性定常系统的自由运动的计算0
4.2.2线性定常系统的受控运动的计算0
本章小结0
习题0
第5章系统的能控性和可观测性0
5.1系统的能控性和可观测性的概念0
5.1.1线性控制系统的能控性定义0
5.1.2线性控制系统的可观测性定义0
5.2线性定常单输入单输出系统的能控性判据0
5.2.1能控性判据0
5.2.2对角线规范型判据0
5.2.3能控性的s域判据0
5.2.4线性定常系统的完全输出能控性判据0
5.2.5用MATLAB求系统的能控性0
5.3线性定常系统的可观测性判据0
5.3.1可观测性判据0
5.3.2对角线规范型判据0
5.3.3可观测性的s域判据0
5.3.4用MATLAB求系统的可观测性0
5.4对偶原理0
5.5能控标准型和可观测标准型0
5.5.1单输入单输出能控标准型0
5.5.2单输入单输出系统的可观测标准型0
本章小结0
习题0
第6章状态反馈与状态观测器0
6.1单输入单输出系统的状态反馈和输出反馈0
6.1.1状态反馈0
6.1.2输出反馈0
6.1.3两种反馈形式的特点0
6.2极点配置法0
6.2.1极点配置的定义0
6.2.2状态反馈的极点配置0
6.2.3用MATLAB求状态反馈的极点配置0
6.3状态重构问题0
6.3.1状态观测器的极点配置0
6.3.2闭环系统的等价性0
6.3.3带观测器的闭环控制系统0
本章小结0
习题0
第7章变分法与最优控制0
7.1最优控制的基本概念0
7.1.1什么是最优控制0
7.1.2最优控制的几种性能指标0
7.2变分法及其应用0
7.2.1什么是泛函数0
7.2.2无约束条件的变分法0
7.2.3有约束条件的泛函极值问题0
7.2.4变分法求解最优控制问题0
本章小结0
习题0
第8章李雅普诺夫稳定性分析0
8.1李雅普诺夫第二法0
8.1.1李雅普诺夫稳定性概述0
8.1.2二次型及其定号性0
8.2李雅普诺夫稳定性定义0
8.3李雅普诺夫稳定性定理0
8.4线性定常系统的李雅普诺夫稳定性分析0
本章小结0
习题0
参考文献0
拓展阅读0
习题答案0
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内容简介:
本书以单输入单输出线性定常系统为背景，系统介绍了现代控制理论的基础知识。这些基础知识包括现代控制理论的数学基础——矩阵、状态空间法的基本概念、状态空间法的表达方式、线性定常系统的运动、系统的能控性和可观测性、系统的状态反馈与极点配置、线性系统的**控制以及李雅普诺夫稳定性分析。 现代控制理论的理论性较强，应用的数学知识较多且内容抽象，为了便于读者理解和掌握现代控制理论的基础知识，本书引入MATLAB仿真软件来加深读者对现代控制理论基础知识的理解，其目的就是为读者提供另一种掌握现代控制理论知识的途径。 本书注重现代控制理论的应用性，基本原理与方法阐述透彻，层次分明，篇幅简练，内容精选，且每章均附有小结和习题，书后还附有拓展阅读和各章的习题答案供教师和学生及工程技术人员参考。 本书适合作为应用型大学自动控制专业及其相近专业的本科生和大专生的教材，也可供从事自动控制方面工作的工程技术人员参考使用。
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目录:
第1章线性代数基础知识00
1.1行列式00
1.1.1n阶行列式的定义00
1.1.2行列式的性质00
1.1.3行列式的计算00
1.2行列式按行(列)展开00
1.3矩阵00
1.3.1矩阵的基本概念00
1.3.2矩阵的基本运算00
1.3.3逆阵00
1.4MATLAB在线性代数中的应用0
1.4.1矩阵0
1.4.2矩阵的运算0
本章小结0
习题0
第2章状态空间法概述0
2.1状态空间法的基本概念0
2.1.1现代控制理论与经典控制理论的比较0
2.1.2状态变量、状态向量和状态空间0
2.2状态空间法的建立0
2.2.1状态空间法的组成0
2.2.2状态空间法的特点0
本章小结0
习题0
第3章状态空间法的表达方式0
3.1一般时域描述转换为状态空间描述0
3.1.1微分方程转换为状态空间描述的工作原理0
3.1.2微分方程转换为状态空间描述的示例0
3.2系统的频域描述转换为状态空间描述0
3.2.1系统的频域描述转换为状态空间描述的工作原理0
3.2.2系统的频域描述转换为状态空间描述的示例0
3.2.3用MATLAB求频域描述转换为状态空间描述0
3.3系统结构框图转换为状态空间描述0
3.3.1系统结构框图转换为状态空间描述的工作原理0
3.3.2系统的结构框图转换为状态空间描述的示例0
3.4传递函数的状态空间最小实现问题0
3.5由状态空间表达式到传递函数矩阵的转换0
本章小结0
习题0
第4章线性定常系统的运动0
4.1状态转移矩阵0
4.1.1状态转移矩阵的概念0
4.1.2状态转移矩阵的性质0
4.1.3状态转移矩阵的计算0
4.2线性定常系统的运动0
4.2.1线性定常系统的自由运动的计算0
4.2.2线性定常系统的受控运动的计算0
本章小结0
习题0
第5章系统的能控性和可观测性0
5.1系统的能控性和可观测性的概念0
5.1.1线性控制系统的能控性定义0
5.1.2线性控制系统的可观测性定义0
5.2线性定常单输入单输出系统的能控性判据0
5.2.1能控性判据0
5.2.2对角线规范型判据0
5.2.3能控性的s域判据0
5.2.4线性定常系统的完全输出能控性判据0
5.2.5用MATLAB求系统的能控性0
5.3线性定常系统的可观测性判据0
5.3.1可观测性判据0
5.3.2对角线规范型判据0
5.3.3可观测性的s域判据0
5.3.4用MATLAB求系统的可观测性0
5.4对偶原理0
5.5能控标准型和可观测标准型0
5.5.1单输入单输出能控标准型0
5.5.2单输入单输出系统的可观测标准型0
本章小结0
习题0
第6章状态反馈与状态观测器0
6.1单输入单输出系统的状态反馈和输出反馈0
6.1.1状态反馈0
6.1.2输出反馈0
6.1.3两种反馈形式的特点0
6.2极点配置法0
6.2.1极点配置的定义0
6.2.2状态反馈的极点配置0
6.2.3用MATLAB求状态反馈的极点配置0
6.3状态重构问题0
6.3.1状态观测器的极点配置0
6.3.2闭环系统的等价性0
6.3.3带观测器的闭环控制系统0
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第7章变分法与最优控制0
7.1最优控制的基本概念0
7.1.1什么是最优控制0
7.1.2最优控制的几种性能指标0
7.2变分法及其应用0
7.2.1什么是泛函数0
7.2.2无约束条件的变分法0
7.2.3有约束条件的泛函极值问题0
7.2.4变分法求解最优控制问题0
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第8章李雅普诺夫稳定性分析0
8.1李雅普诺夫第二法0
8.1.1李雅普诺夫稳定性概述0
8.1.2二次型及其定号性0
8.2李雅普诺夫稳定性定义0
8.3李雅普诺夫稳定性定理0
8.4线性定常系统的李雅普诺夫稳定性分析0
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