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第1篇 线性控制系统分析与设计 3

第1章 线性控制系统状态空间分析 3

1.1 系统的状态空间描述 3

1.2 线性定常系统的运动分析 12

1.3 离散时间系统 17

1.4 能控性与能观测性 25

1.5 能控规范型和能观测规范型 30

1.6 系统的结构分解 39

1.7 线性系统的稳定性 48

习题 56

第2章 线性反馈控制系统综合与设计 60

2.1 线性反馈控制 60

2.2 极点配置 63

2.2.1 极点配置定理与单输入系统状态反馈极点配置方法 63

2.2.2 多输入系统状态反馈极点配置方法 67

2.2.3 输出反馈极点配置 78

2.2.4 特征结构配置 79

2.2.5 系统镇定问题 81

2.3 状态重构问题与状态观测器 82

2.3.1 全维状态观测器 82

2.3.2 带状态观测器的状态反馈控制系统的特性 86

2.4 解耦控制 97

2.4.1 前馈补偿器解耦 97

2.4.2 静态解耦 98

2.4.3 动态解耦 101

2.5 渐近跟踪鲁棒调节器 107

2.6 基于传递函数描述的反馈控制系统设计 114

2.6.1 极点配置控制器的复频域设计 114

2.6.2 极点配置控制器的参数化 119

2.6.3 闭环稳定化控制器的参数化 121

习题 124

第2篇 最优控制 129

第3章 变分法与最优控制 129

3.1 最优控制问题的数学描述 129

3.2 泛函与变分 131

3.3 终端时刻tf固定的最优控制问题 139

3.4 未定终端时间的变分问题 144

习题 148

第4章 最小值原理及其应用 150

4.1 连续时间系统的最小值原理 150

4.2 时间最优控制问题 157

4.3 燃料最优控制 164

4.4 奇异控制 168

习题 171

第5章 动态规划 172

5.1 最优性原理 172

5.2 贝尔曼方程与离散时间系统的动态规划 175

5.3 连续时间系统的动态规划与哈密顿—雅可比方程 180

习题 184

第6章 线性二次型最优控制 186

6.1 二次型性能指标 186

6.2 状态调节器问题 188

6.2.1 有限时间状态调节器问题 188

6.2.2 无限时间状态调节器问题 193

6.3 输出调节器问题 197

6.4 跟踪问题 200

6.5 离散时间系统二次型优化控制 204

习题 207

第7章 线性系统的鲁棒及最优控制 208

7.1 鲁棒控制的基本概念和数学基础 209

7.2 线性矩阵不等式基础 213

7.3 H∞控制 215

7.4 基于LMI的线性不确定系统的鲁棒稳定性及鲁棒镇定 221

习题 225

第3篇 最优估计 229

第8章 最优估计理论 229

8.1 最小二乘估计 229

8.2 最小方差估计 230

8.3 极大似然估计与极大验后估计 232

习题 235

第9章 最优滤波理论 236

9.1 线性系统卡尔曼滤波 236

9.2 非线性系统卡尔曼滤波 244

9.2.1 广义卡尔曼滤波 245

9.2.2 无轨迹卡尔曼滤波 247

习题 250

第4篇 系统辨识 257

第10章 建模与系统辨识基础 257

10.1 数学模型 258

10.2 辨识实验输入信号 261

习题 263

第11章 非参数辨识方法 265

11.1 阶跃响应法 265

11.2 相关分析法 267

习题 270

第12章 最小二乘辨识 272

12.1 最小二乘（LS）估计的批处理算法 272

12.2 最小二乘估计的统计特性 274

12.3 递推最小二乘（RLS）估计 276

12.4 广义最小二乘法 281

12.5 扩充最小二乘法 283

12.6 辅助变量法 285

习题 287

第13章 极大似然估计 289

13.1 极大似然估计原理 289

13.2 极大似然估计算法 291

13.3 预报误差法 295

习题 297

第14章 系统辨识中的实际问题 299

14.1 辨识试验信号的设计 300

14.2 采样周期和试验长度的选择 303

14.3 数据的预处理 304

14.4 模型结构的确定 305

14.5 模型检验 308

14.6 闭环系统辨识 310

习题 313

第5篇 自适应控制 317

第15章 参考模型自适应控制系统 317

15.1 基于局部参数最优化技术的设计方法 318

15.2 基于李雅普诺夫稳定性理论的设计方法 323

15.3 基于超稳定性理论的设计方法 326

习题 331

第16章 自校正控制 333

16.1 最小方差自校正控制 333

16.2 广义最小方差自校正控制 338

16.3 极点配置自校正控制 343

习题 345

参考文献 347