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王宏华 、 王时胜 编 / 电子工业出版社 / 2013-01 / 平装
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现代控制理论(第2版)
《电气工程、自动化专业规划教材·普通高等教育“十一五”国家级规划教材:现代控制理论(第2版)》从工程应用角度出发,以线性系统理论和最优控制为主线,介绍现代控制理论的基本方法。其中,线性系统理论部分主要阐述状态空间分析法和综合法的基本内容,包括动态系统的状态空间描述、动态系统的定量分析(状态方程的解)和定性分析(能控性、能观测性、李亚普诺夫稳定性)、动态系统的综合(状态反馈与状态观测器设计);最优控制部分在介绍解决最优问题3种基本方法(变分法、极小值原理、动态规划法)的基础上,阐述两类典型最优反馈系统的设计(线性二次型最优控制、最小时间控制)。
《电气工程、自动化专业规划教材·普通高等教育“十一五”国家级规划教材:现代控制理论(第2版)》在保证理论知识体系结构完整的前提下,融入MATLAB在线性系统理论和最优控制中的应用。
绪论0.1 自动控制理论的发展与现状0.2 现代控制理论的研究范围0.3 经典控制理论与现代控制理论的联系与比较0.4 MATLAB控制系统工具箱简介0.5 本书综述第1章 动态系统的状态空间描述1.1 引言1.2 动态系统的状态空间模型1.2.1 状态空间的基本概念1.2.2 动态系统状态空间表达式的一般形式1.2.3 状态空间模型的图示1.2.4 由系统机理建立状态空间模型示例1.3 动态系统数学模型变换1.3.1 状态向量的线性变换与状态空间表达式标准型1.3.2 系统的高阶微分方程描述化为状态空间描述1.3.3 系统的传递函数描述化为状态空间描述1.3.4 系统的传递函数阵1.4 离散系统的状态空间描述1.4.1 离散系统的状态空间表达式1.4.2 差分方程化为状态空间表达式1.4.3 由脉冲传递函数化为状态空间表达式1.4.4 由离散系统状态空间表达式求脉冲传递函数矩阵1.5 MATLAB在系统数学模型变换中的应用1.5.1 系统的模型1.5.2 系统模型的转换1.5.3 系统的线性非奇异变换与标准型状态空间表达式小结思考题与习题1上机实验题1第2章 线性系统动态分析2.1 引言2.2 线性定常齐次状态方程的解2.3 状态转移矩阵的性质及其计算方法2.3.1 线性定常系统状态转移矩阵的运算性质2.3.2 线性定常系统状态转移矩阵的计算方法2.4 线性定常非齐次状态方程的解2.5 线性时变系统状态方程的解2.5.1 线性时变系统状态转移矩阵的求解2.5.2 线性时变系统状态转移矩阵的性质2.5.3 线性时变非齐次状态方程的解2.6 离散状态方程的解2.6.1 递推法求解线性离散状态方程2.6.2 Z变换法求解线性定常离散状态方程2.7 连续状态方程的离散化2.7.1 线性定常连续状态方程的离散化2.7.2 线性时变连续状态方程的离散化2.8 MATLAB在线性系统动态分析中的应用2.8.1 应用MATLAB计算线性定常系统的矩阵指数(状态转移矩阵)2.8.2 应用MATLAB求定常系统时间响应2.8.3 应用MATLAB变连续状态空间模型为离散状态空间模型小结思考题与习题2上机实验题2第3章 线性系统的能控性和能观测性分析3.1 引言3.2 能控性与能观测性的概念与示例3.3 能控性和能观测性定义3.3.1 能控性定义3.3.2 能观测性定义3.4 线性连续系统能控性判据3.4.1 线性定常连续系统能控性判据3.4.2 线性定常连续系统输出能控性3.4.3 线性时变连续系统能控性判据3.5 线性连续系统能观测性判据3.5.1 线性定常连续系统能观测性判据3.5.2 线性时变连续系统能观测性判据3.6 线性离散系统的能控性与能观测性3.6.1 线性离散系统能控性定义3.6.2 线性定常离散系统能控性的秩判据3.6.3 线性离散系统能观测性定义3.6.4 线性定常离散系统能观测性的秩判据3.6.5 离散化系统能控性、能观测性与采样周期的关系3.7 系统能控性和能观测性的对偶原理3.7.1 线性系统的对偶关系3.7.2 对偶原理3.8 线性系统的结构分解3.8.1 化为约当标准型的分解3.8.2 按能控性和能观测性分解3.9 能控性和能观测性与传递函数(阵)的关系3.10 能控标准型与能观测标准型3.10.1 单输入系统的能控标准型3.10.2 单输出系统的能观测标准型3.11 传递函数矩阵的状态空间实现3.11.1 实现和最小实现概述3.11.2 传递函数矩阵的能控标准型实现和能观测标准型实现3.11.3 传递函数矩阵的最小实现3.12 MATLAB在能控性和能观测性分析中的应用3.12.1 系统能控、能观测性分析的MATLAB函数3.12.2 用MATLAB进行系统能控性和能观测性分析举例小结思考题与习题3上机实验题3第4章 李亚普诺夫稳定性分析4.1 引言4.2 外部稳定性和内部稳定性4.2.1 外部稳定性4.2.2 内部稳定性4.2.3 外部稳定性与内部稳定性的关系4.3 李亚普诺夫稳定性的基本概念4.3.1 平衡状态4.3.2 范数4.3.3 李亚普诺夫稳定性定义4.4 李亚普诺夫稳定性定理4.4.1 二次型函数及其定号性4.4.2 李亚普诺夫第二法4.5 线性定常系统李亚普诺夫稳定性分析4.5.1 李亚普诺夫第一法(间接法)4.5.2 李亚普诺夫第二法4.6 线性时变系统李亚普诺夫函数的求法4.6.1 线性时变连续系统4.6.2 线性时变离散系统4.7 非线性系统李亚普诺夫稳定性分析4.7.1 李亚普诺夫第一法分析非线性系统的稳定性4.7.2 李亚普诺夫第二法在非线性系统稳定性分析中的应用4.8 李亚普诺夫直接法应用举例4.9 MATLAB在系统稳定性分析中的应用4.9.1 李亚普诺夫第一法4.9.2 李亚普诺夫第二法小结思考题与习题4上机实验题4第5章 状态反馈与状态观测器5.1 引言5.2 状态反馈与输出反馈5.2.1 状态反馈5.2.2 输出反馈5.3 反馈控制对能控性与能观测性的影响5.4 闭环系统极点配置5.4.1 采用状态反馈配置闭环系统极点5.4.2 采用线性非动态输出反馈至参考输入配置闭环系统极点5.4.3 镇定问题5.5 状态观测器5.5.1 全维观测器的构造思想5.5.2 闭环观测器极点配置5.5.3 降维观测器5.6 采用状态观测器的状态反馈系统5.7 解耦控制5.7.1 前馈补偿器解耦5.7.2 输入变换与状态反馈相结合实现解耦控制5.8 MATLAB在闭环极点配置及状态观测器设计中的应用5.8.1 用MATLAB求解闭环极点配置问题5.8.2 用MATLAB设计状态观测器5.8.3 基于SIMULINK的状态反馈系统仿真研究……
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开播时间:09月02日 10:30