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绪论1

第1章 控制系统状态空间模型5

1.1 引言5

1.2 化系统的一般时域描述为状态空间描述9

1.3 化系统的频域描述为状态空间描述13

1.4 状态向量的线性变换（坐标变换）19

1.5 由状态空间表达式求传递函数阵26

1.6 列写系统状态方程的Matlab方法29

1.7 习题举例32

1.8 习题34

第2章 控制系统的状态方程求解37

2.1 引言37

2.2 线性定常齐次状态方程的解37

2.3 线性定常非齐次状态方程的解43

2.4 状态转移矩阵的计算方法45

2.5 线性时变系统状态方程的解49

2.6 连续时间系统的离散化53

2.7 线性定常离散系统状态方程求解57

2.8 习题举例61

2.9 习题64

第3章 控制系统的能控性和能观测性66

3.1 引言66

3.2 线性连续系统的能控性66

3.3 线性连续系统的能观测性78

3.4 线性定常离散系统的能控性和能观测性86

3.5 能控性与能观测性的对偶关系90

3.6 线性定常系统的能控标准型和能观测标准型91

3.7 线性定常系统的结构分解97

3.8 传递函数阵的实现105

3.9 传递函数阵中零极点相消与系统能控性和能观测性之间的关系111

3.10 习题举例113

3.11 习题116

第4章 李亚普诺夫稳定性分析120

4.1 李亚普诺夫第二法概述120

4.2 李亚普诺夫意义下的稳定性122

4.3 李亚普诺夫稳定性定理123

4.4 线性系统的李亚普诺夫稳定性分析126

4.5 变量梯度法131

4.6 利用Matlab分析系统稳定性134

4.7 习题举例138

4.8 习题142

第5章 控制系统的状态空间综合144

5.1 引言144

5.2 状态反馈和输出反馈144

5.3 极点配置146

5.4 系统镇定153

5.5 解耦控制154

5.6 状态观测器157

5.7 降维观测器162

5.8 带状态观测器的状态反馈系统165

5.9 习题举例169

5.10 习题172

第6章 最优控制174

6.1 引言174

6.2 预备知识：向量和矩阵的导数174

6.3 最优控制问题176

6.4 最优控制的数学分类178

6.5 动态规划178

6.6 泛函及变分法182

6.7 庞特里亚金极小值原理184

6.8 线性二次型最优控制问题186

6.9 习题举例206

6.10 习题222

参考文献226