现代控制理论 第2版PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

现代控制理论 第2版PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 绪论1

1.1控制理论的发展历程简介1

1.2现代控制理论的主要内容2

1.3本书的内容和特点3

第2章 控制系统的状态空间描述5

2.1基本概念6

2.1.1几个定义6

2.1.2状态空间表达式的一般形式7

2.1.3状态空间表达式的系统方框图13

2.1.4状态空间表达式的状态变量图13

2.2传递函数与传递函数矩阵15

2.2.1单输入单输出系统15

2.2.2多输入多输出系统17

2.3状态空间表达式的建立18

2.3.1由物理系统的机理直接建立状态空间表达式18

2.3.2由高阶微分方程化为状态空间描述20

2.3.3由传递函数建立状态空间表达式28

2.4组合系统的状态空间表达式35

2.4.1并联联结35

2.4.2串联联结37

2.4.3反馈联结39

2.5线性变换41

2.5.1系统状态的线性变换42

2.5.2把状态方程变换为对角标准形44

2.5.3把状态方程化为若尔当标准形48

2.5.4系统经状态变换后特征值及传递函数矩阵的不变性51

2.6离散时间系统的状态空间表达式52

2.7用MATLAB分析状态空间模型56

小结59

习题60

第3章 状态方程的解64

3.1线性定常系统齐次状态方程的解64

3.2矩阵指数65

3.2.1矩阵指数的性质66

3.2.2几个特殊的矩阵指数67

3.2.3矩阵指数的计算70

3.3线性定常连续系统非齐次状态方程的解79

3.4线性定常系统的状态转移矩阵80

3.4.1基本概念81

3.4.2线性定常系统的状态转移矩阵82

3.4.3状态转移矩阵的性质84

3.5线性时变系统状态方程的解84

3.5.1线性时变系统齐次状态方程的解84

3.5.2线性时变系统的状态转移矩阵88

3.5.3线性时变系统非齐次状态方程的解89

3.6线性连续系统的时间离散化91

3.6.1近似离散化92

3.6.2线性连续系统状态方程的离散化93

3.7离散时间系统状态方程的解95

3.7.1递推法求解线性离散系统的状态方程96

3.7.2 z变换法97

3.8利用MATLAB求解系统的状态方程99

小结102

习题102

第4章 线性系统的能控性与能观测性106

4.1定常离散系统的能控性107

4.1.1定常离散系统的能控性定义107

4.1.2单输入离散系统能控性的判定条件107

4.1.3多输入离散系统能控性的判定条件110

4.2定常连续系统的能控性111

4.2.1线性定常连续系统的能控性定义111

4.2.2线性定常连续系统的能控性判据111

4.2.3线性定常连续系统的输出能控性116

4.2.4利用MATLAB判定系统能控性117

4.3定常系统的能观测性118

4.3.1定常离散系统的能观测性119

4.3.2定常连续系统的能观测性121

4.3.3利用MATLAB判定系统能观测性124

4.4线性时变系统的能控性及能观测性125

4.4.1线性时变系统的能控性判据125

4.4.2线性时变系统的能观测性判据127

4.5能控性与能观测性的对偶关系129

4.6线性定常系统的结构分解131

4.6.1系统的能控性分解131

4.6.2系统的能观测性分解134

4.6.3系统按能控性与能观测性进行标准分解136

4.7能控性、能观测性与传递函数矩阵的关系137

4.7.1单输入单输出系统137

4.7.2多输入多输出系统141

4.8能控标准形和能观测标准形141

4.8.1系统的能控标准形142

4.8.2系统的能观测标准形145

4.9系统的实现147

4.9.1单输入单输出系统的实现问题148

4.9.2多输入多输出系统的实现问题151

4.9.3传递函数矩阵的最小实现151

小结155

习题155

第5章 控制系统的李雅普诺夫稳定性分析161

5.1稳定性的基本概念161

5.2李雅普诺夫稳定性理论165

5.2.1李雅普诺夫第一方法166

5.2.2李雅普诺夫第二方法167

5.2.3几点说明171

5.3李雅普诺夫方法在线性系统中的应用171

5.3.1用李雅普诺夫方法判断线性系统的稳定性171

5.3.2用李雅普诺夫函数求解参数最优化问题174

5.3.3用李雅普诺夫函数估计线性系统动态响应的快速性176

5.3.4利用MATLAB进行稳定性分析178

5.4李雅普诺夫方法在非线性系统中的应用181

5.4.1克拉索夫斯基方法182

5.4.2变量-梯度法184

小结187

习题187

第6章 状态反馈和状态观测器190

6.1状态反馈的定义及其性质190

6.2极点配置194

6.2.1极点配置定理194

6.2.2单输入系统极点配置的算法196

6.2.3讨论199

6.2.4多输入系统的极点配置200

6.2.5利用MATLAB实现极点配置204

6.3应用状态反馈实现解耦控制207

6.3.1问题的提出207

6.3.2实现解耦控制的条件和主要结论209

6.3.3算法和推论212

6.3.4利用MATLAB实现解耦控制214

6.4状态观测器218

6.4.1状态观测器的存在条件218

6.4.2全维状态观测器219

6.4.3降维状态观测器223

6.4.4利用MATLAB设计状态观测器227

6.5带状态观测器的反馈系统230

6.6线性不确定系统的鲁棒控制235

6.6.1问题的提出及不确定性的描述235

6.6.2利用MATLAB设计状态反馈控制律237

6.6.3时滞系统状态反馈镇定243

6.6.4 H∞控制简介246

小结252

习题252

第7章 最优控制256

7.1最优控制问题256

7.1.1两个例子256

7.1.2问题描述257

7.2求解最优控制的变分方法259

7.2.1泛函与变分法基础259

7.2.2欧拉方程261

7.2.3横截条件262

7.2.4含有多个未知函数泛函的极值264

7.2.5条件极值264

7.2.6最优控制问题的变分解法266

7.3最大值原理275

7.3.1古典变分法的局限性276

7.3.2最大值原理276

7.3.3古典变分法与最小值原理283

7.4动态规划284

7.4.1多级决策过程与最优性原理284

7.4.2离散系统的动态规划287

7.4.3连续系统的动态规划288

7.4.4动态规划与最大值原理的关系291

7.5线性二次型性能指标的最优控制292

7.5.1问题提出292

7.5.2状态调节器293

7.5.3输出调节器301

7.5.4跟踪问题302

7.5.5利用MATLAB求解最优控制306

7.6快速控制系统307

7.6.1快速控制问题307

7.6.2综合问题310

小结313

习题313

第8章 状态估计316

8.1随机系统的描述316

8.1.1状态空间模型317

8.1.2差分方程模型317

8.2最小方差估计318

8.3线性最小方差估计320

8.4最小二乘估计323

8.5投影定理324

8.6卡尔曼滤波326

8.6.1无控制项的线性动态系统的滤波326

8.6.2一般线性动态系统的滤波329

8.6.3带有有色噪声的线性动态系统的滤波332

8.7利用MATLAB实现状态估计332

小结335

习题336

参考文献340

附录A MATLAB软件包简介341

A.1 MATLAB介绍341

A.2 MATLAB工作环境341

A.3 MATLAB语言的程序设计344

A.4利用MATLAB语言解决初等数学问题351

A.5利用MATLAB语言解决高等数学问题352

A.6 MATLAB语言在线性代数中的应用353

A.7 MATLAB语言在控制工程中的应用357