“现代控制理论”是自动化类专业重要的专业基础课程｡本书系统地阐述了现代控制理论中线性系统理论的基本理论与方法,并结合教学案例嵌入了相关理论与方法的应用示例｡全书共6章,主要内容包括绪论､状态空间数学模型､线性系统的运动分析､线性系统的能控性与能观性分析､控制系统的稳定性分析､状态反馈控制系统设计｡

本书在论述､编排上力求符合应用型本科院校学生的学情特点和认知规律,在内容选取和组织上做了一定的探索与创新｡本书可作为应用型院校自动化类专业及相近专业本科生学习“现代控制理论”或电子信息类工程硕士学习“线性系统理论”课程的教材或参考书,也可供其他相关专业本科生､研究生和相关领域的工程技术人员参考｡本书配有电子教案､线上MOOC､问题解析､例程源程序等教学资源｡

前辅文
第1章 绪论
  1.1 控制理论与科学思维
  1.2 控制思想与控制理论的发展史
  1.3 现代控制理论的主要内容
  1.4 现代控制理论的工程应用
  1.5 教学案例——典型模拟电路系统
  1.6 本书的使用说明
  本章小结
  章节问题(KEPT)
  课外项目实践拓展讨论——浅谈项目管理
第2章 状态空间数学模型
  2.1 状态空间数学模型的基本概念
   2.1.1 从黑箱到白箱——状态空间数学模型的产生背景
   2.1.2 状态与状态空间的概念
   2.1.3 状态空间数学模型的概念
  2.2 状态空间数学模型的建立
   2.2.1 状态空间数学模型的建立方法
   2.2.2 状态空间数学模型的建立案例
  2.3 状态空间数学模型的表达形式
   2.3.1 状态空间数学模型的一般数学形式
   2.3.2 状态空间数学模型的图形化表征形式
   2.3.3 状态空间数学模型的MATLAB表征形式
  2.4 多输入-多输出系统的传递矩阵
  2.5 状态空间数学模型的线性变换
   2.5.1 非奇异线性变换的概念
   2.5.2 非奇异线性变换的基本特性
  2.6 状态空间数学模型与系统输入-输出模型之间的相互转换
   2.6.1 状态空间数学模型转换为输入-输出描述模型
   2.6.2 输入-输出描述模型转换为状态空间数学模型
  2.7 教学案例——典型模拟电路系统的状态空间数学模型
   2.7.1 状态空间数学模型的建立与表征
   2.7.2 状态空间数学模型与输入-输出模型的相互转换
   2.7.3 案例模型的验证探讨
  本章小结
  章节问题(KEPT)
  课外项目实践拓展讨论——浅谈团队合作
第3章 线性系统的运动分析
  3.1 线性连续定常系统的运动分析
   3.1.1 线性连续定常齐次状态方程的求解
   3.1.2 线性连续定常系统的状态转移矩阵
   3.1.3 线性连续定常非齐次状态方程的求解
   3.1.4 线性连续定常系统输出方程的求解
  3.2 线性连续时变系统的运动分析
   3.2.1 线性连续时变系统齐次状态方程的求解
   3.2.2 线性连续时变系统的状态转移矩阵
   3.2.3 线性连续时变系统非齐次状态方程的求解
   3.2.4 线性连续时变系统输出方程的求解
  3.3 教学案例——典型模拟电路系统的运动分析
   3.3.1 状态转移矩阵的计算
   3.3.2 零输入响应分析
   3.3.3 非零输入响应分析
  本章小结
  章节问题(KEPT)
  课外项目实践拓展讨论——文献检索
第4章 线性系统的能控性与能观性分析
  4.1 能控性和能观性的基本概念
   4.1.1 能控性与能观性问题
   4.1.2 能控性与能观性的直观示例
  4.2 线性定常系统能控性的定义及其判据
   4.2.1 能控性定义
   4.2.2 能控性判别准则
   4.2.3 输出能控性及其判别准则
  4.3 线性定常系统的能观性定义及其判据
   4.3.1 能观性定义
   4.3.2 能观性判别准则
  4.4 状态空间数学模型的能控标准型与能观标准型
   4.4.1 能控标准型
   4.4.2 能观标准型
  4.5 对偶系统及对偶原理
   4.5.1 对偶系统及其性质
   4.5.2 对偶原理
  4.6 线性定常系统的结构分解
   4.6.1 能控性结构分解
   4.6.2 能观性结构分解
   4.6.3 系统的结构分解
  4.7 教学案例——典型模拟电路系统的能控性与能观性分析
   4.7.1 能控性分析
   4.7.2 能观性分析
   4.7.3 能控标准型与能观标准型
   4.7.4 对偶原理
  本章小结
  章节问题(KEPT)
  课外项目实践拓展讨论——科学思维方法
第5章 控制系统的稳定性分析
  5.1 控制系统稳定性的基本概念
   5.1.1 外部稳定性
   5.1.2 内部稳定性
   5.1.3 内部稳定性与外部稳定性之间的关系
  5.2 李雅普诺夫稳定性
   5.2.1 平衡状态
   5.2.2 范数与球域
   5.2.3 李雅普诺夫稳定性的定义
  5.3 李雅普诺夫第一法
   5.3.1 线性系统的李雅普诺夫第一法
   5.3.2 非线性系统的李雅普诺夫第一法
  5.4 李雅普诺夫第二法
   5.4.1 李雅普诺夫第二法的基本思想
   5.4.2 函数的正定性
   5.4.3 李雅普诺夫第二法及其应用
  5.5 线性连续定常系统的李雅普诺夫稳定判据
  5.6 教学案例——典型模拟电路系统的稳定性分析
   5.6.1 外部稳定性与内部稳定性分析
   5.6.2 李雅普诺夫稳定性分析
  本章小结
  章节问题(KEPT)
  课外项目实践拓展讨论——浅谈自学能力的培养
第6章 状态反馈控制系统设计
  6.1 状态反馈控制的结构与特性
   6.1.1 状态反馈的原理及其结构
   6.1.2 输出反馈的原理及其结构
   6.1.3 状态反馈控制的特性
  6.2 状态反馈控制的极点配置
   6.2.1 极点配置原理
   6.2.2 极点配置条件
   6.2.3 极点配置方法
  6.3 状态观测器的设计方法
   6.3.1 全维状态观测器的设计方法
   6.3.2 降维状态观测器的设计方法
  6.4 带状态观测器的状态反馈系统设计
   6.4.1 复合系统的原理与结构
   6.4.2 分离定理
   6.4.3 复合系统的极点配置
  6.5 教学案例——典型模拟电路系统状态反馈设计
   6.5.1 状态反馈设计
   6.5.2 状态观测器设计
   6.5.3 带状态观测器的状态反馈控制系统设计
  本章小结
  章节问题(KEPT)
  课外项目实践拓展讨论——报告写作
附录
  附录A 基于MATLAB的控制系统建模､分析与设计基础
   A.1 设计开发基础
   A.2 MATLAB编程基础
   A.3 MATLAB与现代控制理论相关常用函数索引
  附录B 基于Simscape的控制系统物理模拟与仿真
   B.1 Simscape与控制系统仿真之间的联系
   B.2 基于Simscape的控制系统建模与仿真流程
   B.3 模拟电路系统建模仿真示例
  附录C 刚性卫星姿态控制系统案例
   C.1 刚性卫星姿态控制问题
   C.2 刚性卫星姿态系统建模
   C.3 刚性卫星姿态系统分析
   C.4 刚性卫星姿态控制系统设计
参考文献