●目 錄第1章 基礎知識（1）1.1 拉普拉斯變換（1）1.1.1 拉普拉斯變換的基本概念（1）1.1.2 拉普拉斯反變換（5）1.2 矩陣（9）1.2.1 矩陣的定義（9）1.2.2 餘子式、代數餘子式和伴隨矩陣（9）1.2.3 主子行列式（10）1.2.4 矩陣的秩（10）1.2.5 矩陣的初等變換（10）1.2.6 逆矩陣（11）1.3 習題（13）第2章 控制繫統的狀態空間描述（14）2.1 狀態的概念（14）2.2 控制繫統中狀態的基本概念（15）2.3 控制繫統的狀態空間表達式（15）2.4 狀態空間表達式的一般形式（17）2.5 根據繫統的物理機理建立狀態空間表達式（18）2.5.1 機械繫統（18）2.5.2 電網絡繫統（23）2.5.3 狀態變量的選取問題（29）2.6 流體繫統（32）2.6.1 液位繫統（32）2.6.2 氣動繫統（35）2.6.3 線性化方法（37）2.6.4 液壓繫統（38）2.7 根據繫統微分方程建立狀態空間表達式（42）2.7.1 微分方程中不含輸入函數導數項（42）2.7.2 微分方程中包含輸入函數導數項（43）2.8 狀態空間表達式的圖形表示法（46）2.8.1 圖形表示法素（47）2.8.2 由控制繫統的方塊圖求繫統狀態方程（49）2.9 根據繫統的傳遞函數建立狀態空間表達式（50）2.9.1 直接法（51）2.9.2 零極點法（56）2.9.3 並聯法（58）2.10 繫統狀態空間表達式與傳遞函數陣（64）2.10.1 由狀態空間模型求傳遞函數陣（64）2.10.2 組合繫統的狀態空間模型和傳遞函數陣（66）2.11 繫統狀態空間表達式的特征標準型（70）2.11.1 繫統狀態的線性變換（70）2.11.2 繫統的特征值和特征向量（71）2.11.3 將狀態方程化為對角線標準型（73）2.12 習題（76）第3章 線性控制繫統的時域分析（78）3.1 線性定常齊次狀態方程的解（78）3.2 狀態轉移矩陣（79）3.2.1 狀態轉移矩陣的性質（79）3.2.2 幾個特殊的狀態轉移矩陣（79）3.2.3 狀態轉移矩陣的計算（80）3.3 線性定常非齊次狀態方程的解（85）3.4 線性時變繫統狀態方程的解（87）3.4.1 線性時變齊次狀態方程的解（88）3.4.2 線性時變繫統的狀態轉移矩陣（89）3.4.3 線性時變繫統非齊次狀態方程的解（89）3.5 習題（90）第4章 控制繫統的穩定性（92）4.1 李雅普諾夫穩定性定義（92）4.1.1 平衡狀態的定義（92）4.1.2 範數的概念（92）4.1.3 李雅普諾夫穩定性定義（93）4.2 李雅普諾夫穩定性理論（94）4.2.1 李雅普諾夫第二法中的二次型函數（94）4.2.2 李雅普諾夫第二法（96）4.3 線性繫統的李雅普諾夫穩定性分析（98）4.3.1 線性定常連續繫統（98）4.3.2 李雅普諾夫第二法校正線性定常繫統（99）4.3.3 利用李雅普諾夫函數估算繫統動態性能（101）4.3.4 利用李雅普諾夫第二法求解參數很優化問題（105）4.4 習題（108）第5章 線性控制繫統的可控性和可觀測性（110）5.1 線性連續繫統的可控性（111）5.1.1 時變繫統的可控性（111）5.1.2 定常繫統的可控性（112）5.2 線性連續繫統的可觀測性（114）5.2.1 線性時變繫統的可觀測性（114）5.2.2 線性定常繫統的可觀測性（115）5.3 對偶原理（116）5.3.1 線性繫統的對偶關繫（116）5.3.2 可控性和可觀測性的對偶關繫（117）5.4 線性繫統的可控標準型和可觀測標準型（117）5.4.1 可控標準型（117）5.4.2 可觀測標準型（119）5.5 線性繫統的結構分解（122）5.5.1 繫統的可控性分解（122）5.5.2 繫統的可觀測性分解（123）5.6 習題（125）第6章 線性定常繫統的綜合（127）6.1 反饋控制繫統的基本結構（127）6.1.1 狀態反饋和輸出反饋（127）6.1.2 兩種反饋形式的討論（128）6.2 極點配置問題（129）6.2.1 狀態反饋極點配置定理（129）6.2.2 單輸入單輸出繫統狀態反饋極點配置方法（132）6.3 繫統鎮定（136）6.3.1 狀態反饋鎮定（136）6.3.2 輸出反饋鎮定（139）6.4 解耦控制（140）6.4.1 串聯解耦（141）6.4.2 反饋解耦（142）6.5 狀態觀測器（148）6.5.1 全維狀態觀測器及其設計方法（148）6.5.2 降維狀態觀測器（153）6.5.3 帶狀態觀測器的閉環控制繫統（157）6.6 習題（161）第7章 很優控制（163）7.1 很優控制的基本概念（163）7.1.1 很優控制問題（163）7.1.2 靜態很優控制（165）7.2 很優控制中的變分法（166）7.2.1 變分法（166）7.2.2 應用變分法求解很優控制問題（175）7.3 習題（184）參考文獻（185）

現代控制理論是聯繫古典控制理論和智能控制理論的紐帶，有著承上啟下的作用。機械類專業研究生學好現代控制理論，對解決工程實踐問題具有重要的指導意義。本書將以線性定常繫統為主要研究對像，介紹了繫統建模、求解問題，繫統的可控性、可觀測性和穩定性問題，還介紹了控制繫統的校正和很優控制問題。

梁全[等]編著 著

"前 言現代控制理論以古典控制理論為基礎，但又對古典控制理論進行了顛覆性的發展，使控制理論能夠解決多變量、非線性、時變的控制繫統問題。當今，人工智能、智能控制正在盛行，其發展前景固然比較樂觀，但學習現代控制理論仍然具有其歷史和現實意義。一方面，現代控制理論起到了連接古典控制理論和智能控制理論的作用，掌握現代控制理論的思想和方法，對理解古典控制理論和智能控制理論都有著至關重要的作用；另一方面，現代控制理論在工業控制中仍然扮演著重要的角色，眾多機械、電氣設備仍然將現代控制理論作為控制繫統設計的主要理論依據，因而，掌握現代控制理論的思想方法是解決工程實踐問題、學習更高等級控制理論的基礎。基於以上原因，將現代控制理論作為機械類專業研究生的公共基礎課，對培養研究生的工程實踐能力、建立繫統變量的概念、理解控制繫統設計與運行原理有極其重要的作用。當今，很少有機械設備能夠脫離電氣控制繫統等