目錄
前言
第1章 系統(tǒng)的基本概念與數學基礎 1
1.1 系統(tǒng)及其模型 1
1.2 線性空間與坐標變換 4
1.3 多項式矩陣 9
1.4 矩陣的特征值與特征向量 25
1.5 向量與矩陣范數 36
1.6 線性二次型及矩陣的正定性 40
1.7 有理函數矩陣 41
1.8 矩陣指數函數與計算 53
1.9 一階常微分方程及其解 56
1.10 線性系統(tǒng)與相關問題說明 66
1.11 動態(tài)系統(tǒng)控制的概念及幾個基本步驟 68
1.12 現代控制理論的主要任務與涉及內容 70
習題 71
第2章 動態(tài)系統(tǒng)的模型與變換 73
2.1 引言 73
2.2 狀態(tài)與狀態(tài)空間模型 73
2.3 基于機理的狀態(tài)空間建模 78
2.4 狀態(tài)空間的實現問題 86
2.5 線性系統(tǒng)狀態(tài)空間表達式的線性變換與特征結構 100
2.6 傳遞函數矩陣描述及其零極點 106
2.7 線性系統(tǒng)的多項式矩陣描述與零極點 111
2.8 非本質非線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達式及其線牲化處理 117
2.9小結 124
習題 124
第3章 動態(tài)系統(tǒng)的運動分析 127
3.1 引言 127
3.2 線性系統(tǒng)響應解釋 127
3.3 連續(xù)定常系統(tǒng)狀態(tài)空間的解與性能 129
3.4 連續(xù)時變系統(tǒng)狀態(tài)空間的解 140
3.5 連續(xù)線性系統(tǒng)的狀態(tài)轉移矩陣及其性質 144
3.6 離散系統(tǒng)分析基礎——采樣與保持 148
3.7 連續(xù)線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達式的離散化 156
3.8 離散系統(tǒng)狀態(tài)方程的解 160
3.9 小結 164
習題 164
第4章 動態(tài)系統(tǒng)的結構分析 166
4.1 引言 166
4.2 連續(xù)線性系統(tǒng)能控性與能觀性定義 169
4.3 連續(xù)線性系統(tǒng)能控性與能觀性判據 174
4.4 連續(xù)線性系統(tǒng)輸出能控性和輸出函數能控性及判據 193
4.5 連續(xù)線性系統(tǒng)的對偶關系 197
4.6 定常連續(xù)線性系統(tǒng)的能控型與能觀型 199
4.7 連續(xù)線性系統(tǒng)的結構分解 204
4.8 連續(xù)定常線性系統(tǒng)的實現問題及其與結構特性間的關系 211
4.9 基于復頻域的并串聯線性系統(tǒng)的能控性與能觀性 230
4.10 離散線性系統(tǒng)的能控能觀性及其判據 232
4.11 小結 240
習題 240
第5章 動態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析 243
5.1 引言 243
5.2 內部穩(wěn)定性的基本概念 244
5.3 不顯含時間的自治系統(tǒng)的Lyapunov第二法穩(wěn)定性判據 250
5.4 不顯含時間的自治系統(tǒng)的LaSalle不變集原理與穩(wěn)定性 256
5.5 顯含時間的自治系統(tǒng)的Lyapunov第二法穩(wěn)定性判據 258
5.6 顯含時間的自治系統(tǒng)的類不變性原理與穩(wěn)定性 264
5.7 自治系統(tǒng)構造Lyap unov函數的方法 268
5.8 線性系統(tǒng)的狀態(tài)運動穩(wěn)定性判據 273
5.9 線性系統(tǒng)穩(wěn)定自由運動的衰減性能估計 283
5.10 自治系統(tǒng)的Lyap unov第一法穩(wěn)定性判據 286
5.11 典型二階動力學系統(tǒng)的穩(wěn)定性 291
5.12 自治離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性定義與判據 292
5.13 線性系統(tǒng)的輸入輸出穩(wěn)定性 298
5.14 小結 300
習題 300
第6章 確定性動態(tài)系統(tǒng)常規(guī)控制綜合與設計 303
6.1 引言 303
6.2 連續(xù)時間線性時不變反饋控制系統(tǒng)的結構特性 306
6.3 離散時間線性時不變反饋控制系統(tǒng)的結構特性 318
6.4 線性時不變系統(tǒng)的極點配置問題提法與指標確定 320
6.5 線性時不變系統(tǒng)狀態(tài)反饋極點配置的存在性與算法 324
6.6 線性時不變系統(tǒng)從輸出到狀態(tài)矢量導數反饋極點配置 335
6.7 線性時不變系統(tǒng)狀態(tài)反饋與從輸出到狀態(tài)矢量導數反饋復合極點配置 335
6.8 線性時不變系統(tǒng)輸出反饋極點配置存在性與算法 336
6.9 線性時不變系統(tǒng)反饋鎮(zhèn)定問題與求解 346
6.10 線性時不變系統(tǒng)解耦控制 350
6.11 基于觀測器的線性時不變系統(tǒng)狀態(tài)反饋控制 366
6.12 小結 380
習題 381
參考文獻 384