线性系统理论PDF电子书下载

绪论 1

0.1 现代控制理论概述 1

0.2 线性系统理论概述 4

0.3 本书的内容安排 9

第一章 数学基础 11

1.1 线性空间与线性变换 11

1.2 矩阵代数中的几个结果 16

1.3 多项式矩阵 20

1.4 有理分式矩阵及其互质分解 25

1.5 若当分解 29

1.6 广义Sylvester矩阵方程 35

小结 39

习题 40

第二章 线性系统的数学描述 44

2.1 线性系统的传递函数描述 44

2.2 线性系统的状态空间描述 46

2.3 两种描述形式的比较及相互转换 52

2.4 线性系统的代数等价性 59

2.5 复合系统的数学模型 61

小结 65

习题 65

第三章 线性系统的运动分析 69

3.1 运动分析的含义 69

3.2 状态转移矩阵及其性质 71

3.3 线性时变系统的运动分析 73

3.4 线性定常系统的运动分析 76

3.5 脉冲响应矩阵 80

小结 84

习题 84

第四章 线性系统的能控性和能观性 87

4.1 能控性和能观性的定义 87

4.2 线性时变系统的能控性判据 91

4.3 线性定常系统的能控性判据 95

4.4 对偶原理与能观性判据 99

4.5 线性系统的能控、能观性指数 103

4.6 单输入-单输出线性系统的能控规范型和能观规范型 107

4.7 多输入-多输出线性系统的能控规范型和能观规范型 114

4.8 线性系统的结构分解 125

4.9 线性系统的实现问题 134

小结 139

习题 140

第五章 系统的运动稳定性 144

5.1 Lyapunov意义下的运动稳定性 144

5.2 线性时变系统的稳定性判定 151

5.3 线性定常系统的稳定性 156

5.4 二阶动力学系统的稳定性 162

5.5 线性系统的外部稳定性 165

小结 167

习题 168

第六章 极点配置与特征结构配置 171

6.1 线性系统的常规控制律 171

6.2 极点配置问题及其解的存在性 176

6.3 状态反馈极点配置问题的求解方法 181

6.4 状态反馈特征结构配置 186

6.5 输出反馈特征结构配置 191

6.6 模型匹配（Model Matching）问题 199

小结 203

习题 204

第七章 镇定问题与渐近跟踪问题 207

7.1 镇定问题及其解的存在性 207

7.2 线性系统的状态反馈镇定律设计 210

7.3 渐近跟踪问题——定常参考信号的情形 214

7.4 模型参考输出跟踪问题 218

小结 225

习题 225

第八章 线性二次型最优控制 228

8.1 变分法简介 228

8.2 有限时间状态调节器问题 233

8.3 无限长时间状态调节器问题 240

8.4 输出调节器问题 244

8.5 输出跟踪问题 246

小结 250

习题 251

第九章 线性系统中的解耦问题 253

9.1 输入-输出解耦问题 253

9.2 输入-输出动态解耦——可解耦条件 257

9.3 输入-输出动态解耦——算法与算例 263

9.4 干扰解耦 268

9.5 跟踪系统中的干扰解耦 272

小结 280

习题 281

第十章 状态观测器设计 283

10.1 全维状态观测器 283

10.2 降维状态观测器 288

10.3 Luenberger函数观测器 293

10.4 观测器——状态反馈控制系统与分离原理 298

10.5 环路传递复现（LTR）问题 303

小结 307

习题 308

第十一章 离散线性系统理论 310

11.1 离散动态系统的数学描述 310

11.2 线性离散系统的运动分析 312

11.3 线性连续系统的时间离散化 315

11.4 离散时间系统的稳定性 319

11.5 离散时间系统的能控性和能观测性 324

11.6 连续系统时间离散化后保持能控和能观测的条件 329

11.7 离散系统的控制问题 333

小结 338

习题 339

第十二章 鲁棒控制 342

12.1 鲁棒性定义 342

12.2 鲁棒控制的研究内容 345

12.3 时域稳定鲁棒性分析 349

12.4 线性系统的输出反馈鲁棒镇定 356

12.5 鲁棒极点配置 361

12.6 鲁棒Luenberger观测器设计 369

小结 376

习题 377

参考文献 378