現代控制理論基礎

所属分类:人工智能  
出版时间:2007-8   出版时间:機械工業   作者:李先允   页数:295  

内容概要

  《普通高等教育“十一五”國家級規劃教材︰現代控制理論基礎》為普通高等教育“十一五”國家級規劃教材。  《普通高等教育“十一五”國家級規劃教材︰現代控制理論基礎》系統地介紹了現代控制理論的基礎知識。全書共分6章。第1章介紹了控制理論的發展以及現代控制理論的主要內容;第2章介紹了控制系統的狀態、狀態空間和狀態空間模型等基本概念,以及建立狀態空間模型的方法;第3∼5章分別討論了控制系統狀態空間模型的時域分析、能控能觀測結構性分析和穩定性分析;第6章介紹了基于狀態空間分析的系統綜合,包括狀態反饋與極點配置、系統鎮定、系統解耦、狀態觀測器等內容。  全書結構合理、層次分明。通過《普通高等教育“十一五”國家級規劃教材︰現代控制理論基礎》的學習,讀者能打下扎實的理論基礎,並掌握控制系統分析與設計的技能。《普通高等教育“十一五”國家級規劃教材︰現代控制理論基礎》還專門討論了應用MAT-LAB軟件解決現代控制理論相關問題的方法。  《普通高等教育“十一五”國家級規劃教材︰現代控制理論基礎》可作為自動化、電氣工程及其自動化等相關專業的教材,也可作為經濟管理類專業動態經濟系統課程的教學參考書,還可供從事控制理論與控制工程研究、設計和應用的技術人員參考。

书籍目录

前言第1章 緒論1.1 控制理論發展歷史簡介1.2 現代控制理論的基本內容1.3 現代控制理論與經典控制理論的對比1.4 本書的內容和特點第2章 控制系統的狀態空間描述2.1 引言2.2 狀態空間模型2.2.1 狀態空間的基本概念2.2.2 系統的狀態空間表達式的一般形式2.2.3 狀態空間模型的圖示2.3 狀態空間表達式的建立2.3.1 由系統的機理建立狀態空間表達式2.3.2 由系統微分方程建立狀態空間表達式2.3.3 由傳遞函數建立狀態空間表達式2.4 系統狀態方程的線性變換2.4.1 系統狀態的線性變換2.4.2 將狀態方程變換為對角線標準型2.4.3 將狀態方程變換為約當標準型2.4.4 線性變換的基本性質2.5 由狀態空間表達式求傳遞函數(陣)2.5.1 傳遞函數(陣)2.5.2 組合系統的傳遞函數矩陣2.6 離散時間系統的狀態空間表達式2.7 利用MATLAB進行系統數學模型的轉換2.7.1 系統的模型2.7.2 系統模型的轉換小結思考題與習題第3章 線性控制系統的動態分析3.1 引言3.2 線性定常系統狀態方程的求解3.2.1 線性定常系統齊次狀態方程的解3.2.2 狀態轉移矩陣的性質及其計算方法3.2.3 線性定常系統非齊次狀態方程的解3.3 線性時變連續系統狀態方程的求解3.3.1 線性時變連續系統齊次狀態方程的解3.3.2 線性時變連續系統的狀態轉移矩陣3.3.3 線性時變連續系統非齊次狀態方程的解3.4 線性離散時間系統狀態方程的求解3.4.1 線性連續系統狀態方程的離散化3.4.2 線性離散系統狀態方程的解3.5 MATLAB在線性控制系統動態分析中的應用3.5.1 矩陣指數函數的計算3.5.2 基于狀態空間模型的線性定常系統時域響應分析3.5.3 連續系統的離散化小結思考題與習題第4章 線性系統的能控性和能觀測性4.1 引言4.2 線性連續系統的能控性4.2.1 能控性的直觀討論4.2.2 狀態能控性的定義4.2.3 線性定常連續系統的狀態能控性判別4.2.4 線性定常連續系統的輸出能控性4.2.5 線性時變連續系統的狀態能控性4.3 線性連續系統的能觀測性4.3.1 能觀測性的直觀討論4.3.2 狀態能觀測性的定義4.3.3 線性定常連續系統的狀態能觀測性判據4.3.4 線性時變連續系統的狀態能觀測性4.4 線性定常離散系統的能控性和能觀測性4.4.1 線性定常離散系統的狀態能控性與能達性4.4.2 線性定常離散系統的能觀測性4.4.3 離散化線性定常系統的狀態能控性和能觀測性4.5 能控標準型和能觀測標準型4.5.1 能控標準型4.5.2 能觀測標準型4.6 系統能控性和能觀測性的對偶原理4.7 線性系統的結構性分解4.7.1 能控性分解4.7.2 能觀測性分解4.7.3 能控能觀測分解4.8 能控性和能觀測性與傳遞函數(陣)的關系4.8.1 單輸入單輸出系統4.8.2 多輸入多輸出系統4.9 系統的實現問題4.9.1 定義和基本特性4.9.2 能控標準實現和能觀測標準實現4.9.3 最小實現4.10 MATLAB在能控性和能觀測性分析中的應用4.10.1 系統能控性、能觀測性分析的MATLAB函數4.10.2 用MATLAB進行系統能控性和能觀測性分析舉例小結思考題與習題第5章 控制系統的穩定性分析5.1 引言5.2 李亞普諾夫穩定性的基本概念5.2.1 平衡狀態5.2.2 範數和球域5.2.3 李亞普諾夫穩定性定義5.3 李亞普諾夫穩定性定理5.3.1 李亞普諾夫第一法5.3.2 預備知識5.3.3 李亞普諾夫第二法5.4 線性系統李亞普諾夫穩定性分析5.4.1 線性定常連續系統的穩定性分析5.4.2 線性時變連續系統的穩定性分析5.4.3 線性離散系統的穩定性分析5.5 非線性系統李亞普諾夫穩定性分析5.5.1 克拉索夫斯基法5.5.2 變量梯度法5.5.3 阿依捷爾曼法5.6 MATLAB在系統穩定性分析中的應用5.6.1 線性定常連續系統的李亞普諾夫穩定性5.6.2 線性定常離散系統的李亞普諾夫穩定性小結思考題與習題第6章 線性系統的綜合6.1 引言6.1.1 問題的提出6.1.2 性能指標的類型6.1.3 研究綜合問題的主要內容6.1.4 工程實現中的一些理論問題6.2 狀態反饋與輸出反饋6.2.1 狀態反饋6.2.2 輸出反饋6.2.3 反饋控制對能控性與能觀測性的影響6.3 極點配置6.3.1 狀態反饋極點配置定理6.3.2 系統狀態反饋極點配置的算法6.3.3 輸出反饋極點配置6.4 系統鎮定6.4.1 狀態反饋鎮定6.4.2 輸出反饋鎮定6.5 系統解耦6.5.1 前饋補償器解耦6.5.2 狀態反饋解耦6.6 狀態觀測器6.6.1 全維狀態觀測器及其設計方法6.6.2 降維狀態觀測器及其設計方法6.7 采用狀態觀測器的狀態反饋系統6.8 MATLAB在極點配置及狀態觀測器設計中的應用6.8.1 用MATLAB實現極點配置6.8.2 用MATLAB實現狀態觀測器設計6.8.3 用MATLAB實現帶狀態觀測器的閉環狀態反饋系統小結思考題與習題思考題與習題答案參考文獻

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