绪论

第五篇 线性离散控制系统篇

第8章 线性离散控制系统

8.1概述

8.1.1离散控制系统简介

8.1.2离散控制系统的特点和研究方法

8.2信号采样与恢复

8.2.1信号采样

8.2.2采样定理

8.2.3信号恢复

8.3z变换

8.3.1z变换的定义

8.3.2z变换的方法

8.3.3z变换的基本定理

8.3.4z反变换

8.4离散控制系统的数学模型

8.4.1差分方程

8.4.2脉冲传递函数

8.4.3离散控制系统的动态结构图

8.5离散控制系统的性能分析

8.5.1稳定性

8.5.2动态性能

8.5.3稳态误差

8.6离散控制系统的数字校正

8.6.1模拟控制器的离散化

8.6.2根轨迹法校正

8.6.3频率特性法校正

8.6.4数字控制器直接设计法

小结

习题

第六篇 非线性控制系统基础篇

第9章 非线性控制系统

9.1概述

9.1.1非线性系统

9.1.2常见的非线性特性

9.1.3非线性控制系统的特点

9.2相平面法

9.2.1相平面法的基本概念

9.2.2相平面图的绘制

9.2.3非线性控制系统的相平面分析

9.3描述函数法

9.3.1描述函数法的基本概念

9.3.2非线性特性的描述函数

9.3.3非线性控制系统的描述函数法分析

9.4改善非线性控制系统性能的措施

9.4.1改变线性部分的参数和结构

9.4.2改变非线性特性

9.4.3非线性特性的利用

小结

习题

第七篇 现代控制理论基础篇

第10章 控制系统的状态空间描述

10.1控制系统及其描述

10.1.1控制系统

10.1.2控制系统的特性与分类

10.1.3控制系统的输入-输出描述

10.2控制系统的状态空间模型

10.2.1基本概念

10.2.2线性系统的状态空间描述

10.2.3状态空间描述的模拟结构图

10.3系统状态空间表达式的建立

10.3.1由系统的模拟结构图建立状态空间表达式

10.3.2由系统的物理机理直接建立状态空间表达式

10.3.3由系统的微分方程或传递函数建立状态空间描述

10.4状态空间描述的线性变换

10.4.1线性变换

10.4.2系统的特征值和特征向量

10.4.3化状态空间表达式为对角线标准型

10.4.4化状态空间表达式为约当标准型

10.5由状态空间描述求传递函数阵

10.5.1系统的传递函数矩阵

10.5.2系统的输入-输出描述与状态空间描述方法比较

10.6组合系统的状态空间描述和传递函数阵

10.6.1并联组合系统

10.6.2串联组合系统

10.6.3输出反馈系统

10.7离散系统的状态空间描述

10.8系统模型的计算机表示及转换

10.8.1模型的建立与转换

10.8.2建立组合系统的状态空间描述

小结

习题

第11章 线性控制系统的动态分析

11.1线性时变系统状态方程的求解

11.1.1线性时变系统状态方程解的存在性与唯一性

11.1.2线性齐次微分方程组的解空间

11.1.3系统的状态转移矩阵

11.1.4系统状态转移矩阵的性质

11.1.5系统的自由运动

11.1.6线性时变系统的一般运动

11.1.7线性时变系统状态转移矩阵Φ （t，t0）的计算

11.2线性时不变系统状态方程的求解

11.2.1状态转移矩阵

11.2.2状态转移矩阵的性质

11.2.3状态转移矩阵Φ（t）的计算

11.2.4线性时不变系统的运动

11.3线性连续系统状态空间表达式的离散化

11.3.1线性时变系统的离散化

11.3.2线性时不变系统的离散化

11.3.3近似离散化

11.4离散系统状态方程的解

11.4.1递推法

11.4.2z变换法

小结

习题

第12章 线性时不变系统的能控性和能观性

12.1系统的能控性及其判别

12.1.1能控性定义

12.1.2能控性判据

12.2系统的能观性及其判别

12.2.1能观性定义

12.2.2能观性判据

12.3能控性与能观性的对偶关系

12.3.1对偶系统

12.3.2对偶原理

12.4约当型方程的能控性、能观性

12.4.1线性变换不改变系统的能控性、能观性判据

12.4.2约当型方程的能控性、能观性判据

12.5线性离散系统的能控性与能观性

12.5.1能控性

12.5.2能观性

12.6线性时不变系统结构分解

12.6.1系统状态空间结构及子空间的性质

12.6.2系统的结构分解

12.7线性时不变系统的标准型与最小实现

12.7.1化系统状态空间描述为能控规范型

12.7.2线性时不变系统的最小实现

小结

习题

第13章 系统的运动稳定性

13.1 BIBO稳定性

13.1.1 BIBO稳定的概念

13.1.2判据

13.2李雅普诺夫稳定性定义

13.2.1系统的平衡状态

13.2.2李雅普诺夫稳定性的几个定义

13.3李雅普诺夫第一法

13.3.1线性系统的稳定判据

13.3.2非线性系统的稳定性

13.3.3系统内部稳定和外部稳定的关系

13.4李雅普诺夫第二法

13.4.1预备知识

13.4.2李雅普诺夫第二法的判稳定理

13.5线性系统稳定性分析

13.5.1线性时不变连续系统渐近稳定的判别

13.5.2线性时不变离散系统渐近稳定的判别

13.5.3线性时变连续系统渐近稳定的判别

13.6李雅普诺夫方法在非线性系统中的应用

13.6.1克拉索夫斯基法

13.6.2变量梯度法

小结

习题

第14章 线性时不变系统的综合

14.1反馈控制系统的基本结构

14.1.1状态反馈

14.1.2输出反馈

14.1.3反馈控制系统的能控能观性

14.2状态反馈系统的极点配置

14.2.1极点配置定理

14.2.2系统极点配置

14.2.3状态反馈的应用——状态反馈下闭环系统的镇定问题

14.3状态重构与状态观测器的设计

14.3.1状态估计

14.3.2全维观测器设计

14.3.3降维观测器

14.4带观测器的状态反馈系统的综合

14.4.1系统的描述

14.4.2闭环系统的基本特性

小结

习题

参考文献