　　按照“理論講透，重在應用”的原則，在不破壞理論的嚴謹性和係統性的前提下，不刻意追求定理證明中數學上的嚴密性，而是突齣物理概念，理論闡述力求嚴謹、實用、簡練。
　　強調現代控製理論的基本概念、基本原理和基本方法，重點突齣。全書結構貫穿一條主綫，即綫性係統的狀態空間描述（數學模型）-能控性、能觀測性和穩定性（基本性質分析）-狀態反饋與狀態觀測器設計（係統的綜閤與設計）-綫性係統的優控製問題-綫性係統的狀態估計。
　　在內容編排上突齣現代控製理論的基礎部分，力求內容的完整和嚴謹。優控製和綫性係統的狀態估計沒有深入展開討論，目的是拓寬學生的視野，為後續課程的學習起到承上啓下的作用。
　　突齣應用性和實踐性，培養學生的分析與設計能力，在每一章都安排瞭一節內容，利用MATLAB進行綫性係統的理論分析、綜閤和應用設計。
　　為便於學生理解所學內容，各章都安排瞭比較典型的例題和習題，其中包括用MATLAB求解綫性係統的各種分析和設計問題。在選題上力求理論結閤工程實踐，以調動學生的學習積極性。

內容簡介

　　《現代控製理論/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材·全國高等學校自動化專業係列教材》對現代控製理論進行瞭較全麵的論述。全書共分8章。主要內容為現代控製理論的産生及其發展；按照建模一求解一分析穩定性一綜閤的思路，論述瞭綫性係統的狀態空間描述、狀態空間錶達式的建立和求解方法、綫性係統的能控性和能觀測性及其對偶關係、李雅普諾夫穩定性理論分析、綫性反饋控製係統的極點配置及狀態觀測器的設計；優控製的基本概念和極大值原理以及綫性二次型優控製；綫性係統狀態估計的基本概念和小二乘估計、綫性小方差估計以及卡爾曼濾波器原理；利用MATLAB進行綫性係統的理論分析、綜閤和應用設計。
　　《現代控製理論/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材·全國高等學校自動化專業係列教材》可作為理工科高等學校自動化專業本科生、非自動化專業研究生的教材，也可供從事相關專業的科技人員參考。

作者簡介

　　謝剋明，男，1944年生，太原理工大學信息工程學院教授，博士生導師，全國優秀教師和山西省教學名師；IEEE會員，國際RoughSet學會委員；教育部自動化專業教學指導分委員會委員，中國自動化學會理事，山西省自動化學會理事長。長期從事控製科學與工程學科的教學與科研工作，主要研究領域為智能信息處理與智能控製、控製理論與應用、復雜工業控製係統等。主持和參研完成國傢自然科學基金、863項目、省部級科研項目等20餘項；獲國傢技術發明二等奬1項，山西省科技進步一等奬1項、二等奬2項，山西省自然科學三等奬1項。主編齣版“十五”和“十一五”國傢級規劃教材等高校教材和專著共8部。發錶論文200餘篇。獲山西省教學成果一等奬1項，二等奬5項。

內頁插圖

第0章緒論
0.1 控製理論的産生及其發展
0.2 現代控製理論的基本內容
0.3 本書的內容和特點
0.4 學習建議

第1章控製係統的狀態空間描述
1.1 狀態及狀態空間錶達式
1.1.1 控製係統中狀態的基本概念
1.1.2 狀態空間錶達式及一般形式
1.1.3 狀態空間錶達式的係統結構圖與模擬結構圖
1.2 根據係統的物理機理建立狀態空間錶達式
1.3 由係統的微分方程式建立狀態空間錶達式
1.3.1 微分方程式中不含輸入函數導數項
1.3.2 微分方程式中含輸入函數導數項
1.4 由係統方框圖建立狀態空間錶達式
1.5 由係統的傳遞函數建立狀態空間錶達式
1.5.1 標準型法
1.5.2 串聯法
1.5.3 並聯法
1.6 係統的狀態空間錶達式與傳遞函數陣
1.6.1 由係統的狀態空間錶達式求傳遞函數陣
1.6.2 組閤係統的狀態空間錶達式及傳遞函數陣
1.7 係統狀態嚮量的綫性變換
1.7.1 綫性變換
1.7.2 化狀態方程式為對角綫標準型
1.7.3 化狀態方程式為約當標準型
1.8 離散時間係統的狀態空間描述
1.8.1 離散時間係統的狀態空間錶達式
1.8.2 差分方程化為狀態空間錶達式
1.8.3 脈衝傳遞函數化為狀態空間錶達式
1.8.4 由狀態空間錶達式求脈衝傳遞函數陣
1.9 基於MATLAB的控製係統狀態空間描述
1.9.1 利用MATLAB描述係統模型
1.9.2 利用MATLAB實現狀態空間錶達式與傳遞函數陣的
相互轉換
1.9.3 利用MATLAB實現係統的綫性變換
1.9.4 利用MATLAB實現係統模型的連接
小結
習題

第2章綫性控製係統狀態空間錶達式的求解
2.1 綫性定常連續係統齊次狀態方程的解
2.2 綫性定常連續係統的狀態轉移矩陣
2.2.1 狀態轉移矩陣及其性質
2.2.2 矩陣指數函數的計算
2.3 綫性定常連續係統非齊次狀態方程的求解
2.4 綫性時變連續係統狀態方程式的求解
2.4.1 齊次狀態方程式的解
2.4.2 綫性時變係統狀態轉移矩陣
2.4.3 綫性時變係統非齊次狀態方程式的解
2.5 綫性離散時間係統狀態方程式的求解
2.5.1 迭代法
2.5.2 z變換法
2.5.3 離散係統狀態轉移矩陣的求解
2.6 綫性連續時間係統的離散化
2.6.1 綫性定常係統狀態方程式的離散化
2.6.2 綫性時變係統狀態方程式的離散化
2.6.3 近似離散化
2.7 利用MATLAB求解係統狀態空間錶達式
2.7.1 連續時間係統狀態方程式的解
2.7.2 離散時間係統狀態方程式的解
2.7.3 綫性係統狀態方程式的離散化
小結
習題

第3章綫性控製係統的能控性和能觀測性
第4章控製係統的穩定性
第5章狀態反饋和狀態觀測器
第6章最優控製
第7章綫性係統的狀態估計

習題參考答案
參考文獻

前言/序言

　　本書是按照《全國高等學校自動化專業係列教材》編審委員會的建設計劃，由“教育部高等學校自動化專業教學指導分委員會”牽頭招標，評審後中標的，為教學研究型和教學主導型高等學校自動化專業本科生、非自動化專業研究生編寫的一部教材，是自動化專業創新型係列教材之一。
　　本教材共8章。緒論著重介紹瞭控製理論的産生及其發展背景、現代控製理論的基本內容和本教材的結構體係。第1章較詳細地闡述瞭綫性係統的狀態空間描述、建立狀態空間錶達式常用的幾種方法。第2章討論瞭綫性連續係統和離散時間係統狀態空間錶達式的求解方法，以及綫性連續時間係統的離散化。第3章著重講述瞭綫性係統的能控性和能觀測性及其對偶關係、係統的能控標準型和能觀測標準型以及綫性係統的結構分解和實現。第4章論述瞭控製係統穩定性的基本概念、係統的李雅普諾夫穩定性理論分析。第5章講述瞭綫性反饋控製係統的基本結構、係統的極點配置以及狀態觀測器的設計。第6章對最優控製的基本概念和基本理論進行瞭論述，討論瞭最優控製中的變分法、極大值原理以及綫性二次型最優控製問題。第7章簡要介紹瞭綫性係統狀態估計的基本概念和基本方法，包括最小二乘估計、綫性最小方差估計以及卡爾曼濾波器。為瞭培養學生現代化的分析與設計能力，在每一章都安排瞭一節利用MATLAB進行綫性係統的理論分析、綜閤和應用設計。
　　本書由謝剋明任主編，並編寫緒論、第1章和第2章；李國勇任副主編，並編寫第3章和第6章；謝剛編寫第4章；杜永貴編寫第5章；王淼編寫第7章。全書由謝剋明整理定稿。清華大學鄭大鍾教授主審瞭全書，提齣瞭許多寶貴的意見和建議，在此深錶謝意。此外，還要感謝清華大學齣版社王一玲女士，感謝她為本書的編輯和齣版所做的辛勤工作。
　　由於作者水平有限，書中難免有遺漏與不當之處，敬請廣大讀者批評指正。
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