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第一篇 线性系统理论1

第一章 状态空间分析法1

1.1 系统的状态空间描述1

1.2 线性定常连续系统动态方程的建立7

1.3 线性定常连续系统状态方程的解18

1.4 线性时变连续系统的运动分析23

1.5 线性离散系统的运动分析27

1.6 传递函数矩阵32

1.7 脉冲响应矩阵35

习题37

第二章 线性系统的能控性和能观测性40

2.1 凯莱哈密尔顿定理40

2.2 线性定常连续系统的能控性43

2.3 线性定常连续系统的能观测性50

2.4 线性时变系统的能控性和能观测性55

2.5 线性离散系统的能控性和能观测性60

2.6 对偶原理70

2.7 能控性和能观测性与传递函数（矩阵）的关系72

2.8 能控能观测规范形和系统的结构分解79

2.9 传递函数矩阵的状态空间实现99

习题106

第三章 稳定性理论109

3.1 外部稳定性与内部稳定性109

3.2 李雅普诺夫稳定性概念112

3.3 李雅普诺夫稳定性定理116

3.4 线性系统稳定性判据120

3.5 线性系统的李雅普诺夫分析121

3.6 非线性系统的线性化稳定性判据125

习题126

第四章 状态反馈与状态观测器128

4.1 线性系统反馈结构及其对系统特性的影响128

4.2 单输入－单输出系统的极点配置133

4.3 多输入－多输出系统的极点配置137

4.4 全维状态观测器143

4.5 分离定理145

4.6 降维状态观测器147

4.7 倒立摆系统的状态反馈控制151

习题158

第五章 输出反馈控制和解耦控制160

5.1 输出反馈的单位秩结构160

5.2 PD输出反馈的设计162

5.3 PID输出反馈的设计166

5.4 二连杆机械手输出反馈控制171

5.5 输出反馈器解耦控制178

5.6 状态反馈解耦控制182

习题194

第二篇 最优控制理论200

第六章 变分法在最优控制中的应用200

6.1 无约束条件的泛函极值问题200

6.2 有约束条件的泛函极值问题206

6.3 变分法解最优控制问题209

习题213

第七章 极小值原理215

7.1 连续系统的极小值原理215

7.2 离散系统的极小值原理219

7.3 极小值原理解最短时间控制问题220

7.4 奇异最优控制226

习题230

第八章 动态规划法232

8.1 动态规划法的基本概念232

8.2 动态规划法解离散系统的最优控制问题236

8.3 动态规划法解离散线性二次型系统问题238

8.4 动态规划法解连续系统的最优控制问题240

习题242

第九章 二次型性能指标的线性系统最优控制244

9.1 线性连续系统状态调节器问题245

9.2 tf=∞时线性定常连续系统状态调节器问题248

9.3 线性连续系统输出调节器问题250

9.4 线性连续系统跟踪器问题252

9.5 离散系统状态调节器255

习题257

第三篇 最优估计理论260

第十章 参数估计方法260

10.1 最小方差估计与线性最小方差估计260

10.2 极大似然法估计与极大验后法估计264

10.3 最小二乘法估计与加权最小二乘法估计267

10.4 递推最小二乘法估计272

习题276

第十一章 最优线性预测与滤波的基本方程278

11.1 维纳滤波278

11.2 卡尔曼滤波问题的提法280

11.3 离散系统卡尔曼最优预测基本方程的推导282

11.4 离散系统卡尔曼最优滤波基本方程的推导287

11.5 连续系统卡尔曼滤波基本方程的推导291

11.6 系统噪声与观测噪声相关的卡尔曼滤波296

11.7 具有输入信号的卡尔曼滤波297

11.8 具有有色噪声的卡尔曼滤波303

11.9 滤波稳定性概念和滤波发散问题312

11.10 非线性滤波313

11.11 卡尔曼滤波应用实例322

习题324

第四篇 系统辨识理论329

第十二章 线性系统的经典辨识方法329

12.1 脉冲响应的确定方法——相关法329

12.2 伪随机二位式序列——M序列的产生及其性质331

12.3 用M序列辨识线性系统的脉冲响应336

12.4 由脉冲响应求传递函数341

习题345

第十三章 最小二乘法辨识347

13.1 最小二乘法与递推最小二乘法辨识347

13.2 辅助变量法辨识与递推辅助变量法辨识353

13.3 广义最小二乘法辨识与递推广义最小二乘法辨识355

13.4 增广矩阵法辨识358

13.5 多步最小二乘法辨识359

习题365

第十四章 极大似然法辨识367

14.1 极大似然法辨识367

14.2 递推极大似然法辨识372

14.3 导弹气动参数的极大似然法辨识375

14.4 模型阶的确定380

习题383

第五篇 自适应控制理论385

第十五章 自适应控制理论385

15.1 自适应控制系统的基本概念386

15.2 自适应控制的稳定性理论390

15.3 自校正控制395

15.4 模型参考自适应控制406

习题423

第六篇 变结构控制基本原理425

第十六章 变结构控制理论425

16.1 变结构控制基本原理425

16.2 变结构调节控制器433

16.3 变结构模型跟踪控制441

16.4 变结构模型参考自适应控制447

习题455

附录457

附录Ⅰ 矩阵微分法457

附录Ⅱ 矩阵求逆引理467

附录Ⅲ 矩阵许瓦茨不等式468

附录Ⅳ 随机变量与随机过程的基本概念469

参考文献477