现代控制理论/普通高等教育“十一五”国家级规划教材·全国高等学校自动化专业系列教材 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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编辑推荐

　　按照“理论讲透，重在应用”的原则，在不破坏理论的严谨性和系统性的前提下，不刻意追求定理证明中数学上的严密性，而是突出物理概念，理论阐述力求严谨、实用、简练。
　　强调现代控制理论的基本概念、基本原理和基本方法，重点突出。全书结构贯穿一条主线，即线性系统的状态空间描述（数学模型）-能控性、能观测性和稳定性（基本性质分析）-状态反馈与状态观测器设计（系统的综合与设计）-线性系统的优控制问题-线性系统的状态估计。
　　在内容编排上突出现代控制理论的基础部分，力求内容的完整和严谨。优控制和线性系统的状态估计没有深入展开讨论，目的是拓宽学生的视野，为后续课程的学习起到承上启下的作用。
　　突出应用性和实践性，培养学生的分析与设计能力，在每一章都安排了一节内容，利用MATLAB进行线性系统的理论分析、综合和应用设计。
　　为便于学生理解所学内容，各章都安排了比较典型的例题和习题，其中包括用MATLAB求解线性系统的各种分析和设计问题。在选题上力求理论结合工程实践，以调动学生的学习积极性。

内容简介

　　《现代控制理论/普通高等教育“十一五”国家级规划教材·全国高等学校自动化专业系列教材》对现代控制理论进行了较全面的论述。全书共分8章。主要内容为现代控制理论的产生及其发展；按照建模一求解一分析稳定性一综合的思路，论述了线性系统的状态空间描述、状态空间表达式的建立和求解方法、线性系统的能控性和能观测性及其对偶关系、李雅普诺夫稳定性理论分析、线性反馈控制系统的极点配置及状态观测器的设计；优控制的基本概念和极大值原理以及线性二次型优控制；线性系统状态估计的基本概念和小二乘估计、线性小方差估计以及卡尔曼滤波器原理；利用MATLAB进行线性系统的理论分析、综合和应用设计。
　　《现代控制理论/普通高等教育“十一五”国家级规划教材·全国高等学校自动化专业系列教材》可作为理工科高等学校自动化专业本科生、非自动化专业研究生的教材，也可供从事相关专业的科技人员参考。

作者简介

　　谢克明，男，1944年生，太原理工大学信息工程学院教授，博士生导师，全国优秀教师和山西省教学名师；IEEE会员，国际RoughSet学会委员；教育部自动化专业教学指导分委员会委员，中国自动化学会理事，山西省自动化学会理事长。长期从事控制科学与工程学科的教学与科研工作，主要研究领域为智能信息处理与智能控制、控制理论与应用、复杂工业控制系统等。主持和参研完成国家自然科学基金、863项目、省部级科研项目等20余项；获国家技术发明二等奖1项，山西省科技进步一等奖1项、二等奖2项，山西省自然科学三等奖1项。主编出版“十五”和“十一五”国家级规划教材等高校教材和专著共8部。发表论文200余篇。获山西省教学成果一等奖1项，二等奖5项。

内页插图

目录

第0章 绪论
0.1 控制理论的产生及其发展
0.2 现代控制理论的基本内容
0.3 本书的内容和特点
0.4 学习建议

第1章 控制系统的状态空间描述
1.1 状态及状态空间表达式
1.1.1 控制系统中状态的基本概念
1.1.2 状态空间表达式及一般形式
1.1.3 状态空间表达式的系统结构图与模拟结构图
1.2 根据系统的物理机理建立状态空间表达式
1.3 由系统的微分方程式建立状态空间表达式
1.3.1 微分方程式中不含输入函数导数项
1.3.2 微分方程式中含输入函数导数项
1.4 由系统方框图建立状态空间表达式
1.5 由系统的传递函数建立状态空间表达式
1.5.1 标准型法
1.5.2 串联法
1.5.3 并联法
1.6 系统的状态空间表达式与传递函数阵
1.6.1 由系统的状态空间表达式求传递函数阵
1.6.2 组合系统的状态空间表达式及传递函数阵
1.7 系统状态向量的线性变换
1.7.1 线性变换
1.7.2 化状态方程式为对角线标准型
1.7.3 化状态方程式为约当标准型
1.8 离散时间系统的状态空间描述
1.8.1 离散时间系统的状态空间表达式
1.8.2 差分方程化为状态空间表达式
1.8.3 脉冲传递函数化为状态空间表达式
1.8.4 由状态空间表达式求脉冲传递函数阵
1.9 基于MATLAB的控制系统状态空间描述
1.9.1 利用MATLAB描述系统模型
1.9.2 利用MATLAB实现状态空间表达式与传递函数阵的
相互转换
1.9.3 利用MATLAB实现系统的线性变换
1.9.4 利用MATLAB实现系统模型的连接
小结
习题

第2章 线性控制系统状态空间表达式的求解
2.1 线性定常连续系统齐次状态方程的解
2.2 线性定常连续系统的状态转移矩阵
2.2.1 状态转移矩阵及其性质
2.2.2 矩阵指数函数的计算
2.3 线性定常连续系统非齐次状态方程的求解
2.4 线性时变连续系统状态方程式的求解
2.4.1 齐次状态方程式的解
2.4.2 线性时变系统状态转移矩阵
2.4.3 线性时变系统非齐次状态方程式的解
2.5 线性离散时间系统状态方程式的求解
2.5.1 迭代法
2.5.2 z变换法
2.5.3 离散系统状态转移矩阵的求解
2.6 线性连续时间系统的离散化
2.6.1 线性定常系统状态方程式的离散化
2.6.2 线性时变系统状态方程式的离散化
2.6.3 近似离散化
2.7 利用MATLAB求解系统状态空间表达式
2.7.1 连续时间系统状态方程式的解
2.7.2 离散时间系统状态方程式的解
2.7.3 线性系统状态方程式的离散化
小结
习题

第3章 线性控制系统的能控性和能观测性
第4章 控制系统的稳定性
第5章 状态反馈和状态观测器
第6章 最优控制
第7章 线性系统的状态估计

习题参考答案
参考文献

前言/序言

　　本书是按照《全国高等学校自动化专业系列教材》编审委员会的建设计划，由“教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会”牵头招标，评审后中标的，为教学研究型和教学主导型高等学校自动化专业本科生、非自动化专业研究生编写的一部教材，是自动化专业创新型系列教材之一。
　　本教材共8章。绪论着重介绍了控制理论的产生及其发展背景、现代控制理论的基本内容和本教材的结构体系。第1章较详细地阐述了线性系统的状态空间描述、建立状态空间表达式常用的几种方法。第2章讨论了线性连续系统和离散时间系统状态空间表达式的求解方法，以及线性连续时间系统的离散化。第3章着重讲述了线性系统的能控性和能观测性及其对偶关系、系统的能控标准型和能观测标准型以及线性系统的结构分解和实现。第4章论述了控制系统稳定性的基本概念、系统的李雅普诺夫稳定性理论分析。第5章讲述了线性反馈控制系统的基本结构、系统的极点配置以及状态观测器的设计。第6章对最优控制的基本概念和基本理论进行了论述，讨论了最优控制中的变分法、极大值原理以及线性二次型最优控制问题。第7章简要介绍了线性系统状态估计的基本概念和基本方法，包括最小二乘估计、线性最小方差估计以及卡尔曼滤波器。为了培养学生现代化的分析与设计能力，在每一章都安排了一节利用MATLAB进行线性系统的理论分析、综合和应用设计。
　　本书由谢克明任主编，并编写绪论、第1章和第2章；李国勇任副主编，并编写第3章和第6章；谢刚编写第4章；杜永贵编写第5章；王淼编写第7章。全书由谢克明整理定稿。清华大学郑大钟教授主审了全书，提出了许多宝贵的意见和建议，在此深表谢意。此外，还要感谢清华大学出版社王一玲女士，感谢她为本书的编辑和出版所做的辛勤工作。
　　由于作者水平有限，书中难免有遗漏与不当之处，敬请广大读者批评指正。
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