現(xiàn)代控制理論及應用

第1章  緒論
1.1  控制理論的產生與發(fā)展
1.1.1  控制理論的萌芽階段
1.1.2  控制理論的起步階段
1.1.3  控制理論的形成階段——經典控制理論
1.1.4  控制理論的發(fā)展階段——現(xiàn)代控制理論
1.2  現(xiàn)代控制理論的主要內容
1.2.1  線性系統(tǒng)理論
1.2.2  非線性系統(tǒng)理論
1.2.3  最優(yōu)控制理論
1.2.4  隨機控制理論與最優(yōu)估計
1.2.5  系統(tǒng)辨識理論
1.2.6  智能控制
1.2.7  自適應控制
1.2.8  魯棒控制
1.2.9  模糊控制
1.2.10  神經網(wǎng)絡控制
1.2.11  實時專家控制
1.2.12  定性控制
1.2.13  預測控制
1.2.14  分布式控制系統(tǒng)
第2章  基于狀態(tài)空間法的系統(tǒng)建模
2.1  狀態(tài)空間法概述
2.1.1  狀態(tài)空間的基本概念
2.1.2  狀態(tài)空間模型的組成
2.1.3  狀態(tài)空間模型的種類
2.1.4  狀態(tài)空間模型的系統(tǒng)框圖
2.1.5  狀態(tài)空間模型的模擬結構圖
2.2  狀態(tài)空間模型的建模方法
2.2.1  根據(jù)系統(tǒng)模擬結構圖建立狀態(tài)空間模型
2.2.2  根據(jù)系統(tǒng)運行機理建立狀態(tài)空間模型
2.2.3  根據(jù)系統(tǒng)的輸入輸出關系建立狀態(tài)空間模型
2.3  多輸入-多輸出系統(tǒng)的實現(xiàn)
2.4  離散時間系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達式
2.5  時變系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)的狀態(tài)空問表達式
2.5.1  線性時變系統(tǒng)
2.5.2  非線性系統(tǒng)
習題
第3章  狀態(tài)空間模型的線性變換
3.1  狀態(tài)空間的線性變換
3.2  系統(tǒng)特征值的不變性及系統(tǒng)的不變量
3.3  化狀態(tài)方程為對角線標準型
3.4  化狀態(tài)方程為約旦標準型
3.5  狀態(tài)空間表達式的可控標準型和可觀標準型
3.5.1  可控標準型
3.5.2  可觀標準型
習題
第4章  傳遞函數(shù)矩陣
4.1  傳遞函數(shù)矩陣的定義
4.2  由狀態(tài)空間表達式求傳遞函數(shù)矩陣
習題
第5章  基于狀態(tài)空間分析法的系統(tǒng)分析
5.1  系統(tǒng)動態(tài)特性分析
5.1.1  線性定常系統(tǒng)狀態(tài)方程的解
5.1.2  線性時變系統(tǒng)狀態(tài)方程的解
5.1.3  線性離散系統(tǒng)狀態(tài)方程的解
5.1.4  連續(xù)時間狀態(tài)空間表達式的離散化
5.2  系統(tǒng)可控性與可觀性分析
5.2.1  線性定常連續(xù)系統(tǒng)的可控性
5.2.2  線性定常連續(xù)系統(tǒng)的可觀性
5.2.3  離散時間系統(tǒng)的可控性與可觀性
5.2.4  時變系統(tǒng)的可控性與可觀性
5.2.5  可控性與可觀性的對偶關系
5.3  系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
5.3.1  李雅普諾夫穩(wěn)定性的定義
5.3.2  李雅普諾夫穩(wěn)定性的基本定理
5.3.3  李雅普諾夫方法在線性系統(tǒng)中的應用
5.3.4  李雅普諾夫方法在非線性系統(tǒng)中的應用
習題
第6章  系統(tǒng)綜合與設計
6.1  反饋控制器設計
6.1.1  狀態(tài)反饋
6.1.2  輸出反饋
6.1.3  從輸出到狀態(tài)矢量導數(shù)的反饋
6.1.4  反饋控制閉環(huán)系統(tǒng)的可控性與可觀性
6.2  極點配置
6.2.1  采用狀態(tài)反饋進行極點配置的條件
6.2.2  采用輸出反饋到主進行極點配置的條件
6.2.3  采用輸出反饋進行極點配置的條件
6.3  系統(tǒng)鎮(zhèn)定
6.4  系統(tǒng)解耦
6.4.1  補償器解耦
6.4.2  狀態(tài)反饋解耦
6.5  狀態(tài)觀測器設計
6.5.1  全維觀測器設計
6.5.2  設計觀測器的愛克曼（Ackermann）公式
習題
第7章  最優(yōu)控制理論與應用
7.1  概述
7.2  靜態(tài)優(yōu)化問題的求解
7.2.1  無約束普通函數(shù)的靜態(tài)優(yōu)化問題
7.2.2  有等式約束普通函數(shù)的靜態(tài)優(yōu)化問題
7.3  經典變分法及其在最優(yōu)控制中的應用
7.3.1  變分法基礎
7.3.2  歐拉方程與橫截條件
7.4  現(xiàn)代變分法及其在最優(yōu)控制中的應用
7.4.1  極小值原理及其應用
7.4.2  時間最優(yōu)控制
7.4.3  線性二次型最優(yōu)控制
7.4.4  動態(tài)規(guī)劃
習題
第8章  現(xiàn)代控制理論在倒立擺系統(tǒng)中的應用
8.1  倒立擺系統(tǒng)簡介
8.1.1  倒立擺系統(tǒng)分類
8.1.2  單級倒立擺系統(tǒng)的體系結構
8.2  單級倒立擺系統(tǒng)的數(shù)學模型
8.3  倒立擺系統(tǒng)特性分析
8.4  倒立擺系統(tǒng)狀態(tài)反饋控制器設計與仿真
8.4.1  狀態(tài)反饋控制策略的實現(xiàn)
8.4.2  狀態(tài)反饋控制策略的仿真分析
8.5  倒立擺系統(tǒng)LQR設計與仿真
8.5.1  LQR最優(yōu)控制策略的實現(xiàn)
8.5.2  LQR最優(yōu)控制策略的仿真分析
8.6  極點配置法與LQR法對比分析
參考文獻