現代控制理論
付主木
- 出版商: 機械工業
- 出版日期: 2024-07-04
- 定價: $354
- 售價: 8.5 折 $301
- 語言: 簡體中文
- ISBN: 7111753933
- ISBN-13: 9787111753933
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商品描述
本書是針對高等院校理工科高年級學生所寫的控制系統基礎理論教科書。本書全面系統地論述了控制系統狀態空間分析的基本方法及狀態空間綜合的基本理論與方法，包括：控制系統的狀態空間描述，控制系統狀態方程的解，線性控制系統的能控性和能觀測性，控制系統的穩定性分析，狀態回授、輸出回授、極點配置與狀態觀測器設計，以及最優控制等基本內容。另外，為了加強實踐環節的教學，將MATLAB語言的知識穿插到各章內容中，以利於培養學生利用電腦解決實際問題的能力。各章列舉了大量實際應用例題，強調了基本理論的工程實際應用。 本書可作為高等院校自動化、電機工程及其自動化、智慧工程、人工智慧等專業本科生的教材，也可供相關專業研究生、科研人員以及從事控制工程的技術人員參考。
目錄大綱
前言
第1章緒論
1.1控制理論的發展過程
1.1.1經典控制理論階段
1.1.2現代控制理論階段
1.1.3大系統理論與智慧控制理論階段
1.1.4經典控制理論與現代控制理論的連結與比較
1.2現代控制理論的主要內容
1.2.1線性系統的一般理論
1.2.2系統辨識
1.2.3最適控制
1.2.4自適應控制
1.2.5最優濾波
1.2.6魯棒控制
1.2.7非線性系統理論
1.3本課程的基本任務
第2章控制系統的狀態空間描述
2.1狀態空間表達式
2.1.1狀態、狀態變數與狀態空間
2.1.2狀態空間表達式
2.1.3狀態變數的選取
2.1.4狀態空間表達式的系統結構圖與模擬結構圖
2.2傳遞函數與傳遞函數陣
2.2.1單輸入單輸出系統
2.2.2多輸入多輸出系統
2.2.3組合系統的傳遞函數陣
2.3系統狀態空間表達式的建立
2.3.1從系統機理出發建立狀態空間表達式
2.3.2從系統框圖求狀態空間表達式
2.3.3根據系統微分方程建立狀態空間表達式
2.3.4由系統傳遞函數求狀態空間表達式
2.4線性變換
2.4.1系統狀態的線性變換
2.4.2線性變換的基本性質
2.4.3化系統矩陣A為標準形
2.5離散時間系統的狀態空間表達式
2.5.1將差分方程化為狀態空間表達式
2.5.2離散系統的脈衝傳遞函數矩陣
2.6時變系統的狀態空間表達式
2.7用MATLAB分析狀態空間模型
習題
第3章控制系統狀態方程式的解
3.1線性定常系統齊次狀態方程式的解
3.2狀態轉移矩陣
3.2.1狀態轉移矩陣的性質
3.2.2狀態轉移矩陣的計算
3.3線性定常系統非齊次狀態方程式的解
3.4線性定常離散系統狀態方程式的解
3.4.1線性定常連續系統狀態方程式的離散化
3.4.2線性定常離散系統狀態方程式的解
3.5線性時變系統狀態方程式的解
3.5.1時變系統狀態方程式解的特點
3.5.2線性時變系統齊次狀態方程式的解
3.5.3線性時變系統狀態轉移矩陣Φ（t，t0）基本性質
3.5.4線性時變系統非齊次狀態方程式的解
3.6利用MATLAB求解系統的狀態方程
習題
第4章線性控制系統的能控性與能觀測性
4.1線性控制系統的能控性和能觀測性概述
4.2線性定常係統的能控性
4.2.1線性定常系統能控性定義
4.2.2線性定常系統能控性判據
4.3線性定常連續系統的能觀測性
4.3.1線性定常連續系統能觀測性定義
4.3.2線性定常連續系統能觀測性判據
4.4線性離散系統的能控性與能觀測性
4.4.1線性定常離散系統的能控性
4.4.2線性定常離散系統的能觀測性
4.4.3連續系統離散化後的能控性與能觀測性
4.5線性時變系統的能控性與能觀測性
4.5.1線性時變系統的能控性判據
4.5.2線性時變系統的能觀測判據
4.6能控性與能觀測性的對偶關係
4.7系統的能控標準形與能觀測標準形
4.7.1系統的能控標準形
4.7.2系統的能觀測標準形
4.8能控性和能觀測性與傳遞函數矩陣的關係
4.9線性系統的結構分解
4.9.1按能控性分解
4.9.2按能觀測性分解
4.9.3按能控性和能觀測性分解
4.10系統的實作問題
4.10.1單輸入單輸出系統的實現問題
4.10.2多輸入多輸出系統的實作問題
4.10.3傳遞函數矩陣的最小實現
4.11利用MATLAB實現系統能控性與能觀測性分析
4.11.1判斷線性系統的能控性和能觀測性
4.11.2線性系統按能控性或能觀測性分解
4.11.3線性系統轉換成能控標準形和能觀測標準形
習題
第5章控制系統的穩定性分析
5.1問題引出
5.2李雅普諾夫穩定性定義
5.2.1穩定和一致穩定
5.2.2漸近穩定
5.2.3大範圍漸近穩定
5.2.4不穩定
5.3李雅普諾夫穩定性理論
5.3.1李雅普諾夫第一法
5.3.2李雅普諾夫第二法
5.4李雅普諾夫方法在線性系統中的應用
5.4.1線性定常連續系統漸近穩定判據
5.4.2線性時變連續系統漸近穩定判據
5.4.3線性定常離散系統漸近穩定判據
5.4.4線性時變離散系統漸近穩定判據
5.5李雅普諾夫方法在非線性系統的應用
5.5.1克拉索夫斯基法
5.5.2變數-梯度法
5.6利用MATLAB分析系統的穩定性
習題
第6章線性定常係統的綜合
6.1線性回授控制系統的基本結構
6.1.1狀態回饋
6.1.2輸出回饋
6.1.3閉環系統的能控性和能觀測性
6.2極點配置
6.2.1狀態回饋的極點配置
6.2.2具有輸入變換器和串聯補償器的狀態回授極點配置
6.2.3輸出回饋的極點配置
6.3系統鎮定問題
6.4解耦控制
6.4.1解耦的定義
6.4.2串聯解耦
6.4.3狀態回授解耦
6.5狀態觀測器
6.5.1狀態觀測器原理
6.5.2全維狀態觀測器設計
6.5.3降維狀態觀測器設計
6.6帶狀態觀測器的狀態回授閉環系統
6.6.1系統的結構
6.6.2系統的基本特性
6.7基於MATLAB的控制系統綜合
6.7.1基於MATLAB的狀態觀測器設計
6.7.2基於MATLAB設計控制系統範例
習題
第7章最優控制
7.1引言
7.1.1最適控制問題的提出
7.1.2最適控制基本概念
7.2變分法
7.2.1變分法的基本概念
7.2.2最適控制問題的變分解法
7.3極小值原理
7.4動態規劃法
7.4.1多段決策問題
7.4.2動態規劃法在連續系統中的應用
7.4.3動態規劃法在離散系統的應用
7.5線性二次型性能指標的最適控制
7.5.1問題提出
7.5.2狀態調節器
7.5.3輸出調節器
7.5.4跟蹤問題
7.6基於MATLAB的最適控制系統應用
習題
參考文獻
