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绪论 1

0.1 控制理论的性质 1

0.2 控制理论的发展 2

0.3 控制理论的应用 4

0.4 控制一个动态系统的几个基本步骤 6

第1章 控制系统的状态空间表达式 9

1.1 状态变量及状态空间表达式 9

1.2 状态变量及状态空间表达式的模拟结构图 15

1.3 状态变量及状态空间表达式的建立（一） 16

1.4 状态变量及状态空间表达式的建立（二） 22

1.5 状态矢量的线性变换（坐标变换） 32

1.6 从状态空间表达式求传递函数阵 44

1.7 离散时间系统的状态空间表达式 48

1.8 时变系统和非线性系统的状态空间表达式 50

习题 54

第2章 控制系统状态空间表达式的解 58

2.1 线性定常齐次状态方程的解（自由解） 58

2.2 矩阵指数函数——状态转移矩阵 59

2.3 线性定常系统非齐次方程的解 68

2.4 线性时变系统的解 70

2.5 离散时间系统状态方程的解 77

2.6 连续时间状态空间表达式的离散化 82

习题 87

第3章 线性控制系统的能控性和能观性 89

3.1 能控性的定义 89

3.2 线性定常系统的能控性判别 91

3.3 线性连续定常系统的能观性 101

3.4 离散时间系统的能控性与能观性 106

3.5 时变系统的能控性与能观性 110

3.6 能控性与能观性的对偶关系 118

3.7 状态空间表达式的能控标准型与能观标准型 122

3.8 线性系统的结构分解 132

3.9 传递函数阵的实现问题 143

3.10 传递函数中零极点对消与状态能控性和能观性之间的关系 151

习题 154

第4章 稳定性与李雅普诺夫方法 157

4.1 李雅普诺夫关于稳定性的定义 158

4.2 李雅普诺夫第一法 161

4.3 李雅普诺夫第二法 163

4.4 李雅普诺夫方法在线性系统中的应用 170

4.5 李雅普诺夫方法在非线性系统中的应用 177

习题 186

第5章 线性定常系统的综合 188

5.1 线性反馈控制系统的基本结构及其特性 188

5.2 极点配置问题 193

5.3 系统镇定问题 200

5.4 系统解耦问题 203

5.5 状态观测器 210

5.6 利用状态观测器实现状态反馈的系统 220

习题 227

第6章 最优控制 230

6.1 概述 230

6.2 研究最优控制的前提条件 232

6.3 静态最优化问题的解 234

6.4 离散时间系统的最优控制 238

6.5 离散时间系统最优控制的离散化处理 241

6.6 泛函及其极值——变分法 242

6.7 用变分法求解连续系统最优控制问题——有约束条件的泛函极值 257

6.8 极小值原理 266

6.9 Bang-Bang控制 273

6.10 双积分系统的时间最优控制 275

6.11 动态规划法 279

6.12 线性二次型最优控制问题 293

6.13 线性二次型次优控制问题 315

习题 319

参考文献 323