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現代控制理論基礎 版權信息
- ISBN：9787560670966
- 條形碼：9787560670966 ; 978-7-5606-7096-6
- 裝幀：平裝-膠訂
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
現代控制理論基礎 內容簡介
本書以線性系統為研究對象，對線性系統的時間域理論進行了全面的論述，主要內容包括系統的狀態空間描述、線性系統的運動分析、線性系統的能控性與能觀測性、系統運動的穩定性和線性定常系統的綜合等。每章都配有較豐富的例題和習題，便于讀者自學和練習。
現代控制理論基礎 目錄
**章 緒論 1
**節 控制理論的發展過程 1
第二節 線性系統理論的基本概念 1
一、線性系統的定義 1
二、線性系統的性質 2
第三節 線性系統理論的主要研究內容 2
一、狀態空間描述 2
二、系統分析 2
三、系統綜合 2
第四節 線性系統理論的主要學派 3
習題1 3
第二章 系統的狀態空間描述 4
**節 輸入輸出描述 4
一、微分方程描述 4
二、傳遞函數描述 4
三、結構圖描述 4
第二節 狀態空間描述 5
一、狀態與狀態空間 5
二、狀態空間表達式 6
三、模擬結構圖 7
第三節 狀態空間表達式的建立 7
一、根據系統的物理機理建立狀態空間表達式 8
二、根據系統的微分方程建立狀態空間表達式 9
三、根據系統的傳遞函數建立狀態空間表達式 15
四、根據系統的結構圖導出狀態空間表達式 19
第四節 線性變換及特征值標準型 21
一、狀態空間的線性變換 21
二、狀態空間表達式變換為對角線標準型 24
三、狀態空間表達式變換為約當標準型 28
第五節 組合系統的狀態空間描述 33
一、并聯連接方式 33
二、串聯連接方式 34
三、反饋連接方式 35
第六節 系統的傳遞函數矩陣 36
一、定義及表達式 37
二、傳遞函數矩陣性質 38
習題2 38
第三章 線性系統的運動分析 41
**節 線性定常系統齊次方程的解 41
一、標量齊次微分方程的解 41
二、齊次狀態方程的解 41
第二節 矩陣指數函數 42
一、矩陣指數函數的定義和性質 42
二、矩陣指數函數的計算方法 43
第三節 狀態轉移矩陣 49
一、狀態轉移矩陣的物理意義 49
二、狀態轉移矩陣的性質 51
第四節 線性定常系統非齊次方程的解 52
一、直接法 52
二、拉式變換法 55
第五節 線性時變系統的運動分析 58
一、線性時變系統的狀態轉移矩陣 58
二、線性時變系統的運動規律 59
習題3 61
第四章 線性系統的能控性與能觀測性 64
**節 線性系統的能控性 64
一、能控性定義 64
二、能控性判別準則 65
第二節 線性系統的能觀測性 67
一、能觀測性定義 67
二、能觀測性判別準則 68
第三節 對偶性 70
一、對偶系統 70
二、對偶定理 71
第四節 能控和能觀測標準型 71
一、系統能控標準型 71
二、系統能觀測標準型 74
第五節 線性系統的結構分解 77
一、按能控和能觀測性分解 77
二、化為約當標準型的分解 82
第六節 系統的狀態空間實現 84
一、*小實現 85
二、能控能觀測與傳遞函數的關系 86
習題4 86
第五章 系統運動的穩定性 89
**節 李雅普諾夫意義下的穩定性 89
一、系統的穩定性 89
二、李雅普諾夫穩定性概念 90
第二節 李雅普諾夫**法 92
一、線性定常系統穩定性 92
二、非線性系統穩定性 93
第三節 李雅普諾夫第二法 94
一、李雅普諾夫函數 95
二、正定型判別準則 95
三、李雅普諾夫第二法定理 96
第四節 線性定常系統穩定性分析 98
一、李雅普諾夫方程 99
二、線性定常系統漸近穩定判別定理 99
習題5 102
第六章 線性定常系統的綜合 105
**節 狀態反饋與輸出反饋 105
一、狀態反饋 105
二、輸出反饋 106
第二節 狀態反饋系統的極點配置 107
一、極點可配置條件 107
二、極點配置方法 107
三、狀態反饋對系統性能的影響 110
四、線性系統的鎮定問題 113
第三節 狀態觀測器設計 113
一、狀態觀測器概念 113
二、狀態觀測器ke的設計 115
第四節 帶狀態觀測器的狀態反饋系統 119
一、系統結構與狀態空間表達式 119
二、閉環系統的基本特征 120
第五節 解耦控制 120
一、解耦的概念 121
二、串聯解耦 121
三、狀態反饋解耦 123
習題6 126
參考文獻 128
**章 緒 論 1
**節 控制理論的發展過程 1
第二節 線性系統理論的基本概念 1
一、線性系統的定義 1
二、線性系統的性質 2
第三節 線性系統理論的主要研究內容 2
一、狀態空間描述 2
二、系統分析 2
三、系統綜合 3
第四節 線性系統理論的主要學派 3
習題 14
第二章 系統的狀態空間描述 5
**節 輸入輸出描述 5
一、微分方程描述 5
二、傳遞函數描述 5
三、結構圖描述 5
第二節 狀態空間描述 6
一、狀態與狀態空間 6
二、狀態空間表達式 7
三、模擬結構圖 8
第三節 狀態空間表達式的建立 9
一、根據系統的物理機理建立狀態空間表達式 9
二、根據系統的微分方程建立狀態空間表達式 11
三、根據系統的傳遞函數建立狀態空間表達式 16
四、根據系統的結構圖導出狀態空間表達式 21
第四節 線性變換及特征值標準型 23
一、狀態空間的線性變換 23
二、狀態空間表達式變換為對角線標準型 26
三、狀態空間表達式變換為約當標準型 30
第五節 組合系統的狀態空間描述 35
一、并聯連接方式 35
二、串聯連接方式 36
三、反饋連接方式 37
第六節 系統的傳遞函數矩陣 38
一、定義及表達式 38
二、傳遞函數矩陣性質 39
習題 240
第三章 線性系統的運動分析 43
**節 線性定常系統齊次方程的解 43
一、標量齊次微分方程的解 43
二、齊次狀態方程的解 44
第二節 矩陣指數函數 44
一、矩陣指數函數定義和性質 44
二、矩陣指數函數的計算方法 45
第三節 狀態轉移矩陣 51
一、狀態轉移矩陣的物理意義 51
二、狀態轉移矩陣的性質 53
第四節 線性定常系統非齊次方程的解 54
一、直接法 55
二、拉式變換法 57
第五節 線性時變系統的運動分析 60
一、線性時變系統的狀態轉移矩陣 60
二、線性時變系統的運動規律 62
習題 364
第四章 線性系統的能控性與能觀測性 66
**節 線性系統的能控性 66
一、能控性定義 66
二、能控性判別準則 67
第二節 線性系統的能觀測性 69
一、能觀測性定義 69
二、能觀測性判別準則 70
第三節 對偶性 72
一、對偶系統 72
二、對偶定理 73
第四節 能控和能觀測標準型 73
一、系統能控標準型 74
二、系統能觀測標準型 77
第五節 線性系統的結構分解 79
一、按能控和能觀測性分解 80
二、化為約當標準型的分解 84
第六節 系統的狀態空間實現 87
一、*小實現 87
二、能控能觀測與傳遞函數的關系 88
習題 489
第五章 系統運動的穩定性 92
**節 李雅普諾夫意義下的穩定性 92
一、系統的穩定性 92
二、李雅普諾夫穩定性概念 93
第二節 李雅普諾夫**法 95
一、線性定常系統穩定性 95
二、非線性系統穩定性 96
第三節 李雅普諾夫第二法 98
一、李雅普諾夫函數 98
二、正定型判別準則 98
三、李雅普諾夫第二法定理 99
第四節 線性定常系統穩定性分析 102
一、李雅普諾夫方程 102
二、線性定常系統漸近穩定判別定理 102
習題 5106
第六章 線性定常系統的綜合 108
**節 狀態反饋與輸出反饋 108
一、狀態反饋 108
二、輸出反饋 109
第二節 狀態反饋系統的極點配置 110
一、極點可配置條件 110
二、極點配置方法 110
三、狀態反饋對系統性能的影響 113
四、線性系統的鎮定問題 116
第三節 狀態觀測器設計 116
一、狀態觀測器概念 116
二、狀態觀測器ke的設計 119
第四節 帶狀態觀測器的狀態反饋系統 123
一、系統結構與狀態空間表達式 123
二、閉環系統的基本特征 124
第五節 解耦控制 125
一、解耦的概念 125
二、串聯解耦 125
三、狀態反饋解耦 127
習題 6130
參考文獻 133
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