第1部分 基础知识 3
1 概述 3
2 控制系统的状态空间法 6
2.1 状态变量及状态空间表达 6
2.2 状态空间表达式的建立 11
2.3 状态矢量的线性变换 30
习题 41
3 线性控制系统状态方程的解 43
3.1 线性连续定常系统状态方程的解 43
3.2 线性连续时变系统状态方程的解 47
3.3 线性离散系统状态方程的解 49
3.4 瞬态响应的计算机仿真方法 53
习题 55
4 线性系统的能控性和能观测性 59
4.1 线性系统的能控性 60
4.2 线性系统的能观测性 69
4.3 系统结构的分解 74
习题 97
5 系统的稳定性 104
5.1 稳定性的定义 104
5.2 李雅普诺夫稳定性方法 105
5.3 线性定常连续系统渐近稳定的判别 107
5.4 线性时变连续系统渐近稳定的判别 109
5.5 线性定常离散系统渐近稳定的判别 110
5.6 线性时变离散系统渐近稳定的判别 110
5.7 非线性系统的稳定性分析 111
5.8 波波夫超稳定性方法简介 114
习题 117
6 线性控制系统的综合 120
6.1 系统构成及特性 120
6.2 极点配置 125
6.3 状态重构问题 126
6.4 系统镇定问题 131
6.5 系统解耦问题 132
习题 135
7 最优估计理论基础 140
7.1 估计问题的提法和估计准则 140
7.2 估计理论的发展 141
7.3 最小二乘估计 143
7.4 最小方差估计 147
7.5 线性最小方差估计 149
7.6 卡尔曼滤波 152
7.7 广义卡尔曼滤波 157
7.8 几种最优估计的优缺点比较 165
习题 166
第2部分 最优控制 171
8 最优控制概述 171
9 变分法求最优控制 174
9.1 基本概念 174
9.2 用变分法求解最优问题 176
9.3 有约束条件的泛函极值 179
9.4 变分法求最优控制 180
习题 189
10 极大值原理 191
10.1 连续系统的极大值原理 192
10.2 离散系统的极大值原理 195
习题 197
11 动态规划法 199
11.1 离散系统的动态规划法 199
11.2 连续系统的动态规划法 203
习题 207
12 时间最优控制 209
习题 216
13 线性二次型最优控制 218
13.1 状态调节器 218
13.2 输出调节器 226
13.3 离散系统情况 229
13.4 跟踪问题（随动问题） 229
习题 233
14 线性系统的随机最优控制 234
14.1 系统状态对随机作用的响应 234
14.2 随机状态反馈调节器 236
14.3 随机输出反馈调节器 239
14.4 随机跟踪问题 244
14.5 离散系统随机最优控制 250
习题 255
第3部分 自适应控制 259
15 自适应控制概述 259
习题 261
16 模型参考自适应控制 262
16.1 模型参考自适应控制系统的主要结构形式 262
16.2 局部参数最优化设计方法 264
16.3 基于稳定性理论的设计方法 266
16.4 不同模型参考自适应系统设计方法的比较 274
习题 276
17 自校正控制 278
17.1 最小方差自校正控制 278
17.2 广义最小方差自校正控制 283
17.3 极点配置自校正控制 291
17.4 自校正PID控制 297
17.5 自适应控制系统的鲁棒性 298
习题 299
第4部分 智能控制 303
18 智能控制概述 303
习题 306
19 模糊控制 307
19.1 模糊控制的产生与发展 307
19.2 模糊数学基础知识 310
19.3 模糊控制系统与模糊控制器概论 325
19.4 基本模糊控制器设计 340
19.5 MATLAB模糊逻辑工具箱 350
习题 353
20 神经网络控制 354
20.1 神经网络的产生和发展 354
20.2 人工神经元模型 357
20.3 网络结构及工作方式 362
20.4 神经网络的学习方法 364
20.5 BP算法 366
20.6 基于神经网络的模糊自适应控制 373
习题 375
21 混沌控制 376
21.1 混沌概念的形成 376
21.2 混沌的特性 377
21.3 混沌分析方法 380
21.4 混沌控制 382
21.5 混沌系统的神经网络建模辨识结构 385
习题 386
22 遗传算法 387
22.1 遗传算法的产生和发展 387
22.2 遗传算法中的基本概念和术语 389
22.3 遗传算法的基本设计步骤 391
22.4 遗传算法的基本操作 394
22.5 遗传算法的有关理论 399
22.6 遗传算法的解题过程 403
22.7 MATLAB遗传算法工具箱 405
22.8 模糊技术、神经网络和遗传算法的结合 407
习题 408
23 倒立摆控制实例 409
23.1 系统构成和控制方案 409
23.2 倒立摆系统建模、仿真与分析 412
23.3 系统软件设计与调试 443
23.4 系统调试与实验结果 446
23.5 倒立摆的模糊神经网络自适应控制 448
部分习题参考答案 452
主要参考文献 466