第1章 系统的基本概念与数学基础 1
1.1系统及其模型 1
1.2线性空间与坐标变换 4
1.3多项式矩阵 9
1.4矩阵的特征值与特征向量 25
1.5向量与矩阵范数 36
1.6线性二次型及矩阵的正定性 40
1.7有理函数矩阵 41
1.8矩阵指数函数与计算 53
1.9一阶常微分方程及其解 56
1.10线性系统与相关问题说明 66
1.11动态系统控制的概念及几个基本步骤 68
1.12现代控制理论的主要任务与涉及内容 70
习题 71
第2章 动态系统的模型与变换 73
2.1引言 73
2.2状态与状态空间模型 73
2.3基于机理的状态空间建模 78
2.4状态空间的实现问题 86
2.5线性系统状态空间表达式的线性变换与特征结构 100
2.6传递函数矩阵描述及其零极点 106
2.7线性系统的多项式矩阵描述与零极点 111
2.8非本质非线性系统的状态空间表达式及其线性化处理 117
2.9小结 124
习题 124
第3章 动态系统的运动分析 127
3.1引言 127
3.2线性系统响应解释 127
3.3连续定常系统状态空间的解与性能 129
3.4连续时变系统状态空间的解 140
3.5连续线性系统的状态转移矩阵及其性质 144
3.6离散系统分析基础——采样与保持 148
3.7连续线性系统的状态空间表达式的离散化 156
3.8离散系统状态方程的解 160
3.9小结 164
习题 164
第4章 动态系统的结构分析 166
4.1引言 166
4.2连续线性系统能控性与能观性定义 169
4.3连续线性系统能控性与能观性判据 174
4.4连续线性系统输出能控性和输出函数能控性及判据 193
4.5连续线性系统的对偶关系 197
4.6定常连续线性系统的能控型与能观型 199
4.7连续线性系统的结构分解 204
4.8连续定常线性系统的实现问题及其与结构特性间的关系 211
4.9基于复频域的并串联线性系统的能控性与能观性 230
4.10离散线性系统的能控能观性及其判据 232
4.11小结 240
习题 240
第5章 动态系统的稳定性分析 243
5.1引言 243
5.2内部稳定性的基本概念 244
5.3不显含时间的自治系统的Lyapunov第二法稳定性判据 250
5.4不显含时间的自治系统的LaSalle不变集原理与稳定性 256
5.5显含时间的自治系统的Lyapunov第二法稳定性判据 258
5.6显含时间的自治系统的类不变性原理与稳定性 264
5.7自治系统构造Lyapunov函数的方法 268
5.8线性系统的状态运动稳定性判据 273
5.9线性系统稳定自由运动的衰减性能估计 283
5.10自治系统的Lyapunov第一法稳定性判据 286
5.11典型二阶动力学系统的稳定性 291
5.12自治离散系统的稳定性定义与判据 292
5.13线性系统的输入输出稳定性 298
5.14小结 300
习题 300
第6章 确定性动态系统常规控制综合与设计 303
6.1引言 303
6.2连续时间线性时不变反馈控制系统的结构特性 306
6.3离散时间线性时不变反馈控制系统的结构特性 318
6.4线性时不变系统的极点配置问题提法与指标确定 320
6.5线性时不变系统状态反馈极点配置的存在性与算法 324
6.6线性时不变系统从输出到状态矢量导数反馈极点配置 335
6.7线性时不变系统状态反馈与从输出到状态矢量导数反馈复合极点配置 335
6.8线性时不变系统输出反馈极点配置存在性与算法 336
6.9线性时不变系统反馈镇定问题与求解 346
6.10线性时不变系统解耦控制 350
6.11基于观测器的线性时不变系统状态反馈控制 366
6.12小结 380
习题 381
参考文献 384