现代控制理论主要研究线性系统状态的运动规律,揭示系统中固有的结构特性,建立系统的结构、参数与性能之间的定性、定量的关系,以及为改善系统性能以满足工程指标要求而采取的各类控制器设计方法。通常,研究系统运动规律的问题称为分析问题,研究改变运动规律的可能性和方法的问题则称为综合问题。
《现代控制理论(高等学校教材)》(作者陈晓平、和卫星)阐述了线性系统状态空间的基本性质,对线性系统进行了定量和定性的分析,给出了连续时间系统和离散时间系统状态运动的一般表达式;对于系统的能控性和能观性分别从物理意义和数学定义两方面作了详细的阐述,并给出了相应的判断准则;对给定的系统介绍了如何变换为能控规范形与能观规范形,并讨论了系统的结构分解以及状态实现问题;介绍了判别系统稳定性的方法、极点配置方法和观测器的设计方法。
《现代控制理论(高等学校教材)》(作者陈晓平、和卫星)阐述了线性系统状态空间的基本性质,对线性系统进行了定量和定性的分析,给出了连续时间系统和离散时间系统状态运动的一般表达式;对于系统的能控性和能观性分别从物理意义和数学定义两方面作了详细的阐述,并给出了相应的判断准则;对给定的系统介绍了如何变换为能控规范形与能观规范形,并讨论了系统的结构分解以及状态实现问题;介绍了判别系统稳定性的方法、极点配置方法和观测器的设计方法。
《现代控制理论(高等学校教材)》在内容安排上遵循教学的内在规律、循序渐进、启发思维,采用模块化结构,既保证现代控制理论体系的完整性和系统性,又有利于教师组织教学。本书配有典型的例题与大量的习题以及MATLAB在现代控制理论中应用的方法,使学生通过自学和练习能很好地掌握现代控制理论的基本概念与基本分析方法。
本书既可作为自动化及其他电类专业学生的教材,也可供从事自动化及其相关专业的工程技术人员自学参考。
第1章 控制系统的状态空间描述
1.1 控制系统中状态的基本概念
1.1.1 系统的状态和状态变量
1.1.2 状态向量
1.1.3 状态空间
1.2 控制系统的状态空间表达式
1.2.1 状态空间表达式的一般形式
1.2.2 状态空间表达式的系统结构图
1.2.3 状态空间表达式的模拟结构图
1.3 由系统机理建立状态空间表达式
1.4 由系统的微分方程建立状态空间表达式
1.4.1 微分方程中不含输入函数导数项
1.4.2 微分方程中包含输入函数导数项
1.5 由系统的传递函数建立状态空间表达式
1.5.1 直接分解法
1.5.2 部分分式法
1.6 由状态变量图建立状态空间表达式
1.6.1 由系统结构图建立状态空间表达式
1.6.2 由传递函数绘制状态变量图
1.6.3 由状态变量图列写状态空间表达式
1.7 由状态空间表达式确定传递函数阵
1.8 状态空间表达式的线性变换及规范形
1.8.1 状态空间线性变换特性
1.8.2 将状态方程化为对角线规范形
1.8.3 将状态方程化为约当规范形
1.9 组合系统的状态空间描述和传递函数矩阵
1.9.1 子系统的并联连接
1.9.2 子系统的串联连接
1.9.3 子系统的反馈连接
1.10 离散时间系统的状态空间表达式.
1.10.1 由差分方程建立状态空间表达式
l.10.2 由脉冲传递函数建立状态空间表达式
1.10.3 由离散时间系统状态空间表达式确定脉冲传递函数矩阵
1.11 利用MATLAB分析状态空间模型
1.11.1 模型之间的转化
1.11.2 状态空间模型之间的线性变换
1.11.3 组合系统模型计算
1.12 习题
第2章 线性控制系统的运动分析
第3章 线性控制系统的能控性和能观性
第4章 控制系统的稳定性分析
第5章 状态反馈
第6章 状态观测器
参考文献