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現(xiàn)代控制理論基礎

現(xiàn)代控制理論基礎

出版社:機械工業(yè)出版社出版時間:2024-11-01
開本: 26cm 頁數(shù): 171頁
本類榜單:教材銷量榜
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現(xiàn)代控制理論基礎 版權信息

現(xiàn)代控制理論基礎 本書特色

本書基于筆者多年從事現(xiàn)代控制理論教學與科研的經(jīng)驗,在內(nèi)容編排上注意概念和物
理意義的闡述,結合大量典型例子講解問題分析思路和基本方法。特別地,引入“延伸閱
讀”模塊,以拓寬讀者視野,避免了枯燥的純理論教學。為了培養(yǎng)讀者現(xiàn)代化的分析和設
計能力,在每一章都配備了一節(jié)利用 MATLAB 進行控制系統(tǒng)建模、分析和應用設計的常
用函數(shù)和典型方法。此外,為了讓讀者更好地把握每一章的重點內(nèi)容,每一章都對相關知
識點進行了小結,引導讀者快速了解知識脈絡,熟練掌握知識的結構,便于抓住重點與難
點。書中各章*后都設有精選的習題,以便讀者掌握解題方法,進而加深理解現(xiàn)代控制理
論的基本概念和方法。在書末給出了習題參考答案以便于教學。

現(xiàn)代控制理論基礎 內(nèi)容簡介

本書主要介紹線性控制系統(tǒng)的分析和設計理論,包括控制系統(tǒng)的狀 態(tài)空間模型和狀態(tài)運動規(guī)律,系統(tǒng)的能控性、能觀性和穩(wěn)定性等定性分 析,狀態(tài)反饋、輸出反饋、飽和控制、跟蹤控制和觀測器設計等綜合理 論,以及線性二次型*優(yōu)控制方法。 本書敘述深入淺出,主要圍繞一個貫穿全書的系統(tǒng)設計示例展開, 有助于讀者建立起系統(tǒng)工程的觀念、逐步厘清不同控制問題及其解決思 路。此外,書中配合各章內(nèi)容給出了利用MATLAB求解控制系統(tǒng)各個具 體的設計和計算問題。 本書可作為高等學校自動化、電氣工程及其自動化專業(yè)的本科生教本書主要介紹線性控制系統(tǒng)的分析和設計理論,包括控制系統(tǒng)的狀 態(tài)空間模型和狀態(tài)運動規(guī)律,系統(tǒng)的能控性、能觀性和穩(wěn)定性等定性分 析,狀態(tài)反饋、輸出反饋、飽和控制、跟蹤控制和觀測器設計等綜合理 論,以及線性二次型*優(yōu)控制方法。 本書敘述深入淺出,主要圍繞一個貫穿全書的系統(tǒng)設計示例展開, 有助于讀者建立起系統(tǒng)工程的觀念、逐步厘清不同控制問題及其解決思 路。此外,書中配合各章內(nèi)容給出了利用MATLAB求解控制系統(tǒng)各個具 體的設計和計算問題。 本書可作為高等學校自動化、電氣工程及其自動化專業(yè)的本科生教 材,同時也適合非自動化專業(yè)研究生選用,并可供廣大工程科技人員學 習參考。

現(xiàn)代控制理論基礎 目錄

第 1 章 緒論 11.1 控制理論的發(fā)展簡況 11.2 現(xiàn)代控制理論的分支 31.3 本書的內(nèi)容和特點 4第 2 章 控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型 62.1 狀態(tài)空間模型的基本內(nèi)容 62.1.1 狀態(tài)空間模型的幾個概念 62.1.2 狀態(tài)空間模型的一般形式 82.1.3 狀態(tài)空間模型轉化為傳遞函數(shù) 102.1.4 狀態(tài)空間模型的系統(tǒng)框圖 112.2 狀態(tài)空間模型的建立 122.2.1 由系統(tǒng)機理建立狀態(tài)空間模型 122.2.2 由高階微分方程建立狀態(tài)空間模型 142.2.3 由傳遞函數(shù)建立狀態(tài)空間模型 18第 1 章 緒論 11.1 控制理論的發(fā)展簡況 11.2 現(xiàn)代控制理論的分支 31.3 本書的內(nèi)容和特點 4第 2 章 控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型 62.1 狀態(tài)空間模型的基本內(nèi)容 62.1.1 狀態(tài)空間模型的幾個概念 62.1.2 狀態(tài)空間模型的一般形式 82.1.3 狀態(tài)空間模型轉化為傳遞函數(shù) 102.1.4 狀態(tài)空間模型的系統(tǒng)框圖 112.2 狀態(tài)空間模型的建立 122.2.1 由系統(tǒng)機理建立狀態(tài)空間模型 122.2.2 由高階微分方程建立狀態(tài)空間模型 142.2.3 由傳遞函數(shù)建立狀態(tài)空間模型 182.2.4 建模實例 192.3 非線性系統(tǒng)的線性化 252.4 線性變換 322.4.1 等價系統(tǒng)方程 322.4.2 特征值不變性 342.4.3 傳遞函數(shù)矩陣的不變性 352.5 循序漸進例子:單鏈機械臂 362.6 MATLAB 中進行系統(tǒng)模型間的相互轉換 37本章要點 40習題 2 41第 3 章 線性系統(tǒng)的運動分析 433.1 定常連續(xù)系統(tǒng)的齊次解 433.2 狀態(tài)轉移矩陣 443.2.1 定義 443.2.2 性質 453.2.3 計算 453.3 定常連續(xù)系統(tǒng)的非齊次解 473.3.1 積分法 473.3.2 Laplace 變換法 483.4 離散時間狀態(tài)空間模型 503.4.1 離散系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型 503.4.2 線性定常離散系統(tǒng)的運動分析 543.5 循序漸進例子:單鏈機械臂 563.6 MATLAB 中進行線性系統(tǒng)運動分析 57本章要點 61習題 3 61第 4 章 線性系統(tǒng)的能控性與能觀性 634.1 能控性和能觀性問題 634.2 定常連續(xù)系統(tǒng)的能控性 664.2.1 能控性定義 664.2.2 能控性判據(jù) 664.3 定常連續(xù)系統(tǒng)的能觀性 754.3.1 能觀性定義 754.3.2 能觀性判據(jù) 754.4 能控標準型和能觀標準型 804.4.1 能控標準型 804.4.2 能觀標準型 814.4.3 對偶原理 824.5 定常離散系統(tǒng)的能控性和能觀性 844.5.1 定常離散系統(tǒng)的能控性 844.5.2 定常離散系統(tǒng)的能觀性 854.6 系統(tǒng)的實現(xiàn) 874.7 循序漸進例子:單鏈機械臂 884.8 MATLAB 中分析線性系統(tǒng)能控性和能觀性 88本章要點 91習題 4 92第 5 章 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性 945.1 Lyapunov 穩(wěn)定性的基本概念 945.1.1 平衡狀態(tài) 955.1.2 Lyapunov 穩(wěn)定性定義 955.2 Lyapunov **法 975.3 Lyapunov 第二法 995.3.1 標量函數(shù)定號性 1005.3.2 Lyapunov 第二法穩(wěn)定性定理 1015.4 Lyapunov 方法在線性系統(tǒng)中的應用 1065.4.1 判斷線性定常連續(xù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 1065.4.2 判斷線性定常離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性 1085.4.3 求解參數(shù)*優(yōu)化問題 1105.4.4 實現(xiàn)控制器設計 1115.4.5 判斷時滯線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性 1125.5 循序漸進例子:單鏈機械臂 1145.6 MATLAB 中分析線性系統(tǒng)穩(wěn)定性 116本章要點 119習題 5 119第 6 章 線性系統(tǒng)的綜合1216.1 系統(tǒng)的反饋控制結構 1216.1.1 狀態(tài)反饋 1226.1.2 輸出反饋 1236.2 極點配置問題 1246.2.1 采用狀態(tài)反饋 1246.2.2 采用輸出反饋 1276.2.3 鎮(zhèn)定問題 1276.3 飽和控制器設計 1286.4 跟蹤控制器設計 1316.5 狀態(tài)觀測器的設計 1356.5.1 全維觀測器的設計 1366.5.2 狀態(tài)觀測器的極點配置 1376.5.3 基于狀態(tài)觀測器的輸出反饋控制 1396.6 循序漸進例子:單鏈機械臂 1446.7 MATLAB 中實現(xiàn)線性系統(tǒng)綜合 145本章要點 148習題 6 148第 7 章 線性二次型*優(yōu)控制 1517.1 二次型*優(yōu)控制問題 1517.2 狀態(tài)調節(jié)器 1527.3 輸出調節(jié)器 1547.4 輸出跟蹤器 1577.5 離散時間線性二次型*優(yōu)控制 1597.6 循序漸進例子:單鏈機械臂 1607.7 MATLAB 中實現(xiàn)線性系統(tǒng)*優(yōu)控制 162本章要點 164習題 7 165習題參考答案 166參考文獻 172
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現(xiàn)代控制理論基礎 作者簡介

樓旭陽,男,江南大學教授,博士生導師。從事自動化領域的教學與科研工作;主持完成國家及省部級項目4項;獲省級科技進步三等獎1項、CAA自然科學獎二等獎1項;出版專著、教材2部;發(fā)表學術論文100余篇,其中被SCI檢索80余篇;連續(xù)4年入選愛思唯爾中國高被引學者榜單(2016-2019),獲江蘇省333高層次人才。

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