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现代控制理论基础与应用


作者:
孔祥松
定价:
42.60 元
版面字数:
490千字
开本:
16开
装帧形式:
平装
版次:
1
最新版次
印刷时间:
2023年
ISBN:
978-7-04-060079-7
物料号:
60079-00
出版时间:
2023-08-30
读者对象:
高等教育
一级分类:
电气/电子信息/自动化类
二级分类:
电气/自动化专业课
三级分类:
现代控制理论

“现代控制理论”是自动化类专业重要的专业基础课程。本书系统地阐述了现代控制理论中线性系统理论的基本理论与方法,并结合教学案例嵌入了相关理论与方法的应用示例。全书共6章,主要内容包括绪论、状态空间数学模型、线性系统的运动分析、线性系统的能控性与能观性分析、控制系统的稳定性分析、状态反馈控制系统设计。

本书在论述、编排上力求符合应用型本科院校学生的学情特点和认知规律,在内容选取和组织上做了一定的探索与创新。本书可作为应用型院校自动化类专业及相近专业本科生学习“现代控制理论”或电子信息类工程硕士学习“线性系统理论”课程的教材或参考书,也可供其他相关专业本科生、研究生和相关领域的工程技术人员参考。本书配有电子教案、线上MOOC、问题解析、例程源程序等教学资源。

  • 目录
    • 前辅文
      • 第1章 绪论
        • 1.1 控制理论与科学思维
          • 1.2 控制思想与控制理论的发展史
            • 1.3 现代控制理论的主要内容
              • 1.4 现代控制理论的工程应用
                • 1.5 教学案例——典型模拟电路系统
                  • 1.6 本书的使用说明
                    • 本章小结
                      • 章节问题(KEPT)
                        • 课外项目实践拓展讨论——浅谈项目管理
                        • 第2章 状态空间数学模型
                          • 2.1 状态空间数学模型的基本概念
                            • 2.1.1 从黑箱到白箱——状态空间数学模型的产生背景
                              • 2.1.2 状态与状态空间的概念
                                • 2.1.3 状态空间数学模型的概念
                                • 2.2 状态空间数学模型的建立
                                  • 2.2.1 状态空间数学模型的建立方法
                                    • 2.2.2 状态空间数学模型的建立案例
                                    • 2.3 状态空间数学模型的表达形式
                                      • 2.3.1 状态空间数学模型的一般数学形式
                                        • 2.3.2 状态空间数学模型的图形化表征形式
                                          • 2.3.3 状态空间数学模型的MATLAB表征形式
                                          • 2.4 多输入-多输出系统的传递矩阵
                                            • 2.5 状态空间数学模型的线性变换
                                              • 2.5.1 非奇异线性变换的概念
                                                • 2.5.2 非奇异线性变换的基本特性
                                                • 2.6 状态空间数学模型与系统输入-输出模型之间的相互转换
                                                  • 2.6.1 状态空间数学模型转换为输入-输出描述模型
                                                    • 2.6.2 输入-输出描述模型转换为状态空间数学模型
                                                    • 2.7 教学案例——典型模拟电路系统的状态空间数学模型
                                                      • 2.7.1 状态空间数学模型的建立与表征
                                                        • 2.7.2 状态空间数学模型与输入-输出模型的相互转换
                                                          • 2.7.3 案例模型的验证探讨
                                                          • 本章小结
                                                            • 章节问题(KEPT)
                                                              • 课外项目实践拓展讨论——浅谈团队合作
                                                              • 第3章 线性系统的运动分析
                                                                • 3.1 线性连续定常系统的运动分析
                                                                  • 3.1.1 线性连续定常齐次状态方程的求解
                                                                    • 3.1.2 线性连续定常系统的状态转移矩阵
                                                                      • 3.1.3 线性连续定常非齐次状态方程的求解
                                                                        • 3.1.4 线性连续定常系统输出方程的求解
                                                                        • 3.2 线性连续时变系统的运动分析
                                                                          • 3.2.1 线性连续时变系统齐次状态方程的求解
                                                                            • 3.2.2 线性连续时变系统的状态转移矩阵
                                                                              • 3.2.3 线性连续时变系统非齐次状态方程的求解
                                                                                • 3.2.4 线性连续时变系统输出方程的求解
                                                                                • 3.3 教学案例——典型模拟电路系统的运动分析
                                                                                  • 3.3.1 状态转移矩阵的计算
                                                                                    • 3.3.2 零输入响应分析
                                                                                      • 3.3.3 非零输入响应分析
                                                                                      • 本章小结
                                                                                        • 章节问题(KEPT)
                                                                                          • 课外项目实践拓展讨论——文献检索
                                                                                          • 第4章 线性系统的能控性与能观性分析
                                                                                            • 4.1 能控性和能观性的基本概念
                                                                                              • 4.1.1 能控性与能观性问题
                                                                                                • 4.1.2 能控性与能观性的直观示例
                                                                                                • 4.2 线性定常系统能控性的定义及其判据
                                                                                                  • 4.2.1 能控性定义
                                                                                                    • 4.2.2 能控性判别准则
                                                                                                      • 4.2.3 输出能控性及其判别准则
                                                                                                      • 4.3 线性定常系统的能观性定义及其判据
                                                                                                        • 4.3.1 能观性定义
                                                                                                          • 4.3.2 能观性判别准则
                                                                                                          • 4.4 状态空间数学模型的能控标准型与能观标准型
                                                                                                            • 4.4.1 能控标准型
                                                                                                              • 4.4.2 能观标准型
                                                                                                              • 4.5 对偶系统及对偶原理
                                                                                                                • 4.5.1 对偶系统及其性质
                                                                                                                  • 4.5.2 对偶原理
                                                                                                                  • 4.6 线性定常系统的结构分解
                                                                                                                    • 4.6.1 能控性结构分解
                                                                                                                      • 4.6.2 能观性结构分解
                                                                                                                        • 4.6.3 系统的结构分解
                                                                                                                        • 4.7 教学案例——典型模拟电路系统的能控性与能观性分析
                                                                                                                          • 4.7.1 能控性分析
                                                                                                                            • 4.7.2 能观性分析
                                                                                                                              • 4.7.3 能控标准型与能观标准型
                                                                                                                                • 4.7.4 对偶原理
                                                                                                                                • 本章小结
                                                                                                                                  • 章节问题(KEPT)
                                                                                                                                    • 课外项目实践拓展讨论——科学思维方法
                                                                                                                                    • 第5章 控制系统的稳定性分析
                                                                                                                                      • 5.1 控制系统稳定性的基本概念
                                                                                                                                        • 5.1.1 外部稳定性
                                                                                                                                          • 5.1.2 内部稳定性
                                                                                                                                            • 5.1.3 内部稳定性与外部稳定性之间的关系
                                                                                                                                            • 5.2 李雅普诺夫稳定性
                                                                                                                                              • 5.2.1 平衡状态
                                                                                                                                                • 5.2.2 范数与球域
                                                                                                                                                  • 5.2.3 李雅普诺夫稳定性的定义
                                                                                                                                                  • 5.3 李雅普诺夫第一法
                                                                                                                                                    • 5.3.1 线性系统的李雅普诺夫第一法
                                                                                                                                                      • 5.3.2 非线性系统的李雅普诺夫第一法
                                                                                                                                                      • 5.4 李雅普诺夫第二法
                                                                                                                                                        • 5.4.1 李雅普诺夫第二法的基本思想
                                                                                                                                                          • 5.4.2 函数的正定性
                                                                                                                                                            • 5.4.3 李雅普诺夫第二法及其应用
                                                                                                                                                            • 5.5 线性连续定常系统的李雅普诺夫稳定判据
                                                                                                                                                              • 5.6 教学案例——典型模拟电路系统的稳定性分析
                                                                                                                                                                • 5.6.1 外部稳定性与内部稳定性分析
                                                                                                                                                                  • 5.6.2 李雅普诺夫稳定性分析
                                                                                                                                                                  • 本章小结
                                                                                                                                                                    • 章节问题(KEPT)
                                                                                                                                                                      • 课外项目实践拓展讨论——浅谈自学能力的培养
                                                                                                                                                                      • 第6章 状态反馈控制系统设计
                                                                                                                                                                        • 6.1 状态反馈控制的结构与特性
                                                                                                                                                                          • 6.1.1 状态反馈的原理及其结构
                                                                                                                                                                            • 6.1.2 输出反馈的原理及其结构
                                                                                                                                                                              • 6.1.3 状态反馈控制的特性
                                                                                                                                                                              • 6.2 状态反馈控制的极点配置
                                                                                                                                                                                • 6.2.1 极点配置原理
                                                                                                                                                                                  • 6.2.2 极点配置条件
                                                                                                                                                                                    • 6.2.3 极点配置方法
                                                                                                                                                                                    • 6.3 状态观测器的设计方法
                                                                                                                                                                                      • 6.3.1 全维状态观测器的设计方法
                                                                                                                                                                                        • 6.3.2 降维状态观测器的设计方法
                                                                                                                                                                                        • 6.4 带状态观测器的状态反馈系统设计
                                                                                                                                                                                          • 6.4.1 复合系统的原理与结构
                                                                                                                                                                                            • 6.4.2 分离定理
                                                                                                                                                                                              • 6.4.3 复合系统的极点配置
                                                                                                                                                                                              • 6.5 教学案例——典型模拟电路系统状态反馈设计
                                                                                                                                                                                                • 6.5.1 状态反馈设计
                                                                                                                                                                                                  • 6.5.2 状态观测器设计
                                                                                                                                                                                                    • 6.5.3 带状态观测器的状态反馈控制系统设计
                                                                                                                                                                                                    • 本章小结
                                                                                                                                                                                                      • 章节问题(KEPT)
                                                                                                                                                                                                        • 课外项目实践拓展讨论——报告写作
                                                                                                                                                                                                        • 附录
                                                                                                                                                                                                          • 附录A 基于MATLAB的控制系统建模、分析与设计基础
                                                                                                                                                                                                            • A.1 设计开发基础
                                                                                                                                                                                                              • A.2 MATLAB编程基础
                                                                                                                                                                                                                • A.3 MATLAB与现代控制理论相关常用函数索引
                                                                                                                                                                                                                • 附录B 基于Simscape的控制系统物理模拟与仿真
                                                                                                                                                                                                                  • B.1 Simscape与控制系统仿真之间的联系
                                                                                                                                                                                                                    • B.2 基于Simscape的控制系统建模与仿真流程
                                                                                                                                                                                                                      • B.3 模拟电路系统建模仿真示例
                                                                                                                                                                                                                      • 附录C 刚性卫星姿态控制系统案例
                                                                                                                                                                                                                        • C.1 刚性卫星姿态控制问题
                                                                                                                                                                                                                          • C.2 刚性卫星姿态系统建模
                                                                                                                                                                                                                            • C.3 刚性卫星姿态系统分析
                                                                                                                                                                                                                              • C.4 刚性卫星姿态控制系统设计
                                                                                                                                                                                                                            • 参考文献
                                                                                                                                                                                                                            课程网址: null

                                                                                                                                                                                                                            相关图书