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第一篇 线性系统理论 1

第一章 状态空间分析法 1

1.1 系统的状态空间描述 1

1.2 线性定常连续系统动态方程的建立 7

1.3 线性定常连续系统状态方程的解 18

1.4 线性时变连续系统的运动分析 23

1.5 线性离散系统的运动分析 27

1.6 传递函数矩阵 32

1.7 脉冲响应矩阵 35

习题 37

第二章 线性系统的能控性和能观测性 40

2.1 凯莱哈密尔顿定理 40

2.2 线性定常连续系统的能控性 43

2.3 线性定常连续系统的能观测性 50

2.4 线性时变系统的能控性和能观测性 55

2.5 线性离散系统的能控性和能观测性 60

2.6 对偶原理 70

2.7 能控性和能观测性与传递函数（矩阵）的关系 72

2.8 能控能观测规范形和系统的结构分解 79

2.9 传递函数矩阵的状态空间实现 99

习题 106

第三章 稳定性理论 109

3.1 外部稳定性与内部稳定性 109

3.2 李雅普诺夫稳定性概念 112

3.3 李雅普诺夫稳定性定理 116

3.4 线性系统稳定性判据 120

3.5 线性系统的李雅普诺夫分析 121

3.6 非线性系统的线性化稳定性判据 125

习题 126

第四章 状态反馈与状态观测器 128

4.1 线性系统反馈结构及其对系统特性的影响 128

4.2 单输入－单输出系统的极点配置 133

4.3 多输入－多输出系统的极点配置 137

4.4 全维状态观测器 143

4.5 分离定理 145

4.6 降维状态观测器 147

4.7 倒立摆系统的状态反馈控制 151

习题 158

第五章 输出反馈控制和解耦控制 160

5.1 输出反馈的单位秩结构 160

5.2 PD输出反馈的设计 162

5.3 PID输出反馈的设计 166

5.4 二连杆机械手输出反馈控制 171

5.5 输出反馈器解耦控制 178

5.6 状态反馈解耦控制 182

习题 194

第二篇 最优控制理论 200

第六章 变分法在最优控制中的应用 200

6.1 无约束条件的泛函极值问题 200

6.2 有约束条件的泛函极值问题 206

6.3 变分法解最优控制问题 209

习题 213

第七章 极小值原理 215

7.1 连续系统的极小值原理 215

7.2 离散系统的极小值原理 219

7.3 极小值原理解最短时间控制问题 220

7.4 奇异最优控制 226

习题 230

第八章 动态规划法 232

8.1 动态规划法的基本概念 232

8.2 动态规划法解离散系统的最优控制问题 236

8.3 动态规划法解离散线性二次型系统问题 238

8.4 动态规划法解连续系统的最优控制问题 240

习题 242

第九章 二次型性能指标的线性系统最优控制 244

9.1 线性连续系统状态调节器问题 245

9.2 tf=∞时线性定常连续系统状态调节器问题 248

9.3 线性连续系统输出调节器问题 250

9.4 线性连续系统跟踪器问题 252

9.5 离散系统状态调节器 255

习题 257

第三篇 最优估计理论 260

第十章 参数估计方法 260

10.1 最小方差估计与线性最小方差估计 260

10.2 极大似然法估计与极大验后法估计 264

10.3 最小二乘法估计与加权最小二乘法估计 267

10.4 递推最小二乘法估计 272

习题 276

第十一章 最优线性预测与滤波的基本方程 278

11.1 维纳滤波 278

11.2 卡尔曼滤波问题的提法 280

11.3 离散系统卡尔曼最优预测基本方程的推导 282

11.4 离散系统卡尔曼最优滤波基本方程的推导 287

11.5 连续系统卡尔曼滤波基本方程的推导 291

11.6 系统噪声与观测噪声相关的卡尔曼滤波 296

11.7 具有输入信号的卡尔曼滤波 297

11.8 具有有色噪声的卡尔曼滤波 303

11.9 滤波稳定性概念和滤波发散问题 312

11.10 非线性滤波 313

11.11 卡尔曼滤波应用实例 322

习题 324

第四篇 系统辨识理论 329

第十二章 线性系统的经典辨识方法 329

12.1 脉冲响应的确定方法——相关法 329

12.2 伪随机二位式序列——M序列的产生及其性质 331

12.3 用M序列辨识线性系统的脉冲响应 336

12.4 由脉冲响应求传递函数 341

习题 345

第十三章 最小二乘法辨识 347

13.1 最小二乘法与递推最小二乘法辨识 347

13.2 辅助变量法辨识与递推辅助变量法辨识 353

13.3 广义最小二乘法辨识与递推广义最小二乘法辨识 355

13.4 增广矩阵法辨识 358

13.5 多步最小二乘法辨识 359

习题 365

第十四章 极大似然法辨识 367

14.1 极大似然法辨识 367

14.2 递推极大似然法辨识 372

14.3 导弹气动参数的极大似然法辨识 375

14.4 模型阶的确定 380

习题 383

第五篇 自适应控制理论 385

第十五章 自适应控制理论 385

15.1 自适应控制系统的基本概念 386

15.2 自适应控制的稳定性理论 390

15.3 自校正控制 395

15.4 模型参考自适应控制 406

习题 423

第六篇 变结构控制基本原理 425

第十六章 变结构控制理论 425

16.1 变结构控制基本原理 425

16.2 变结构调节控制器 433

16.3 变结构模型跟踪控制 441

16.4 变结构模型参考自适应控制 447

习题 455

附录 457

附录Ⅰ 矩阵微分法 457

附录Ⅱ 矩阵求逆引理 467

附录Ⅲ 矩阵许瓦茨不等式 468

附录Ⅳ 随机变量与随机过程的基本概念 469

参考文献 477