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绪论 1

1 控制系统的状态空间描述 4

1．1 基本概念 4

1．2 状态空间表达式的建立 11

1．3 传递函数与传递函数矩阵 23

1．4 组合系统的状态空间表达式 25

1．5 线性变换 30

1．6 离散系统的状态空间表达式 38

小结 41

习题 41

2 状态方程的解 44

2．1 线性定常系统齐次状态方程的解 44

2．2 矩阵指数 46

2．3 线性时变系统齐次状态方程的解 57

2．4 状态转移矩阵 61

2．5 线性连续系统非齐次状态方陧的解 65

2．6 离散时间系统状态方程的解 67

2．7 连续时间状态空间表达式的离散化 70

小结 72

习题 72

3 线性系统的能控性与能观性 75

3．1 定常离散系统的能控性 76

3．2 定常连续系统的能控性 79

3．3 定常系统的能观性 85

3．4 线性时变系统的能控性及能观性 90

3．5 能控性与能观性的对偶关系 94

3．6 线性定常系统的结构分解 96

3．7 能控性、能观性与传递函数矩阵的关系 101

3．8 能控标准形和能观标准形 104

3．9 系统的实现 110

小结 116

习题 116

4 控制系统的李雅普诺夫稳定性分析 119

4．1 稳定性的基本慨念 119

4．2 李雅普诺夫稳定性理论 123

4．3 李雅普诺夫方法在线性系统中的应用 127

4．4 李雅普诺夫方法在非线性系统中的应用 134

小结 139

习题 139

5 状态反馈和状态观测器 141

5．1 状态反馈的定义及其性质 141

5．2 极点配置 144

5．3 应用状态反馈实现解耦控制 152

5．4 状态观测器 159

5．5 带状态观测器的反馈系统 167

小结 170

习题 170

6 最优控制 173

6．1 最优控制问题 173

6．2 求解最优控制的变分方法 175

6．3 最大值原理 190

6．4 动态规划 197

6．5 线性二次型性能指标的最优控制 204

6．6 快速控制系统 216

小结 220

习题 221

主要参考文献 222