虽然“现代控制理论基础”课程理论性较强,内容抽象,用到较多数学知识,但本书以本科生为主要教学对象,在内容上循序渐进,着重从工程应用角度深入浅出地介绍现代控制理论的基础内容,尽量简化烦琐的数学推导,通俗易懂,适合本科生学习｡扫描书中的二维码,能够观看相应内容的讲课录像,方便自学｡

全书共7章｡第1章简要介绍现代控制理论的发展历史和主要内容;第2章介绍控制系统的状态空间模型及其实现;第3章介绍基于状态方程的控制系统稳定性分析,着重介绍李雅普诺夫稳定判据;第4章介绍线性系统动态性能分析;第5章介绍线性系统的能控性和能观性分析;第6章介绍状态反馈控制与状态观测器设计;第7章简要介绍极小值原理最优控制方法,着重介绍线性二次型最优控制方法｡每章均安排有较多的例题和习题,帮助学生加深对内容的理解｡

本书前身是“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材《现代控制工程》(第2版),也是作者编著的教育部2009年度普通高等教育精品教材《自动控制原理》(第3版)的姊妹教材,可以作为自动化类､电气类､机械类､计算机类等本科专业的“现代控制理论基础”课程教材,也可作为非控制类专业研究生学习“现代控制理论”课程的教材｡

前辅文
第1章 绪论
  1.1 现代控制理论产生与发展的背景
  1.2 状态空间法的发展
  1.3 随机控制理论的发展
  1.4 智能控制理论的发展
  1.5 本书的内容与安排
第2章 状态空间模型
  2.1 状态与状态空间的概念
  2.2 系统的状态空间模型
   2.2.1 建立状态空间模型的方法
   2.2.2 由状态空间模型求微分方程
  2.3 线性系统的状态空间模型与线性变换
   2.3.1 单变量线性系统的状态空间模型
   2.3.2 多变量线性系统的状态空间模型
   2.3.3 状态方程的线性变换
  2.4 控制系统的实现
   2.4.1 系统的实现问题
   2.4.2 不含有输入导数项的微分方程的实现
   2.4.3 含有输入导数项的微分方程的实现
  2.5 多变量系统的传递矩阵
   2.5.1 多变量系统传递矩阵的概念
   2.5.2 从连续系统状态空间模型求传递矩阵
   2.5.3 多变量控制系统的结构图简化
  2.6 控制系统的离散状态空间模型
   2.6.1 从控制系统差分方程求状态空间模型
   2.6.2 从离散系统状态空间模型求脉冲传递矩阵
  2.7 MATLAB在状态空间模型建立中的应用
   2.7.1 传递函数转换到状态空间模型
   2.7.2 状态方程的线性变换
   2.7.3 状态空间模型转换到传递函数
  本章小结
  习题
第3章 控制系统稳定性分析
  3.1 控制系统稳定性定义
   3.1.1 范数的概念
   3.1.2 平衡状态
   3.1.3 李雅普诺夫稳定性定义
  3.2 线性系统稳定的条件
   3.2.1 单变量线性定常连续系统的稳定条件
   3.2.2 多变量线性定常连续系统的稳定条件
   3.2.3 单变量线性定常离散系统的稳定条件
   3.2.4 多变量线性定常离散系统的稳定条件
  3.3 李雅普诺夫稳定判据
   3.3.1 函数的正定性
   3.3.2 李雅普诺夫稳定判据一般方法
  3.4 线性系统的李雅普诺夫稳定判据
   3.4.1 线性连续系统的李雅普诺夫稳定判据
   3.4.2 线性离散系统的李雅普诺夫稳定判据
  *3.5 非线性系统的克拉索夫斯基稳定判据
  *3.6 非线性系统的小偏差线性化方法
   3.6.1 小偏差线性化的基本思想
   3.6.2 小偏差线性化方法
   3.6.3 李雅普诺夫第一法
  3.7 MATLAB在系统稳定性分析中的应用
  本章小结
  习题
第4章 线性系统动态性能分析
  4.1 线性定常连续系统状态方程的求解
   4.1.1 齐次状态方程的求解
   4.1.2 非齐次状态方程的求解
  *4.2 线性连续时变系统状态方程的求解
   4.2.1 齐次状态方程的解
   4.2.2 状态转移矩阵的性质
   4.2.3 状态转移矩阵的计算
   4.2.4 非齐次状态方程的解
  4.3 线性离散系统状态方程的求解
   4.3.1 齐次状态方程的解
   4.3.2 状态转移矩阵的性质
   4.3.3 状态转移矩阵的计算
   4.3.4 线性定常离散系统非齐次状态方程的求解
   *4.3.5 线性时变离散系统状态方程的求解
  4.4 MATLAB在系统动态性能分析中的应用
  本章小结
  习题
第5章 线性系统的能控性和能观性分析
  5.1 能控性和能观性问题
  5.2 线性定常系统的能控性
   5.2.1 能控性的定义
   5.2.2 能控性判别准则
   5.2.3 能控性第二判别准则
   5.2.4 输出能控性及其判别准则
  5.3 线性定常系统的能观性
   5.3.1 能观性的定义
   5.3.2 能观性判别准则
   5.3.3 能观性第二判别准则
  *5.4 状态空间模型的对角线标准型
   5.4.1 矩阵的特征值和特征向量
   5.4.2 化矩阵A为对角阵
   5.4.3 化矩阵A为约当阵
   5.4.4 特征值为复数的对角线标准型
  5.5 状态空间模型的能控标准型与能观标准型
   5.5.1 第二能控标准型
   *5.5.2 第一能控标准型
   5.5.3 第二能观标准型
   *5.5.4 第一能观标准型
  *5.6 传递函数的几种标准型实现
   5.6.1 能控标准型实现
   5.6.2 能观标准型实现
   5.6.3 对角线标准型实现
   5.6.4 约当标准型实现
  5.7 对偶原理
  *5.8 线性定常系统的规范分解
   5.8.1 能控性结构分解
   5.8.2 能观性结构分解
   5.8.3 系统结构的规范分解
  5.9 MATLAB在系统能控性和能观性分析中的应用
  本章小结
  习题
第6章 状态反馈控制与状态观测器设计
  6.1 状态反馈与输出反馈
   6.1.1 状态反馈
   6.1.2 输出反馈
   6.1.3 状态反馈系统的能控性与能观性
   6.1.4 状态反馈对传递函数的影响
  6.2 状态反馈设计方法
   6.2.1 极点配置问题
   6.2.2 单输入系统的极点配置方法
   *6.2.3 多输入系统的极点配置方法
  6.3 状态观测器设计方法
   6.3.1 全维状态观测器设计
   *6.3.2 降维状态观测器设计
  6.4 带状态观测器的状态反馈系统的设计方法
  6.5 MATLAB在状态反馈与状态观测器设计中的应用
  本章小结
  习题
第7章 最优控制
  7.1 最优控制的概念
  7.2 变分法与泛函的极值条件
  *7.3 变分法求解无约束最优控制问题
  *7.4 极小值原理
   7.4.1 连续系统的极小值原理
   7.4.2 离散系统的极小值原理
  7.5 线性二次型最优控制
   7.5.1 线性二次型最优控制问题
   7.5.2 连续系统有限时间状态调节器
   7.5.3 连续系统无限时间定常状态调节器
   7.5.4 线性离散系统状态调节器
   *7.5.5 线性连续系统输出调节器
   *7.5.6 线性连续系统输出跟随器
  本章小结
  习题
参考文献