本書根據(jù)高等學(xué)校本科自動(dòng)控制原理課程的教學(xué)要求編寫，比較全面地闡述了經(jīng)典控制理論的線性離散控制系統(tǒng)、非線性控制系統(tǒng)和現(xiàn)代控制理論基礎(chǔ)部分的基本內(nèi)容。全書共分三篇（線性離散控制系統(tǒng)篇、非線性控制系統(tǒng)基礎(chǔ)篇、現(xiàn)代控制理論基礎(chǔ)篇），共7章，包括線性離散控制系統(tǒng)建模、分析及數(shù)字控制器設(shè)計(jì)方法，經(jīng)典非線性控制系統(tǒng)分析的相平面法和描述函數(shù)法，現(xiàn)代控制理論中系統(tǒng)建模、分析及綜合設(shè)計(jì)的狀態(tài)空間法。
本書為《自動(dòng)控制原理(下)》，上冊(cè)(《自動(dòng)控制原理(上)》謝昭莉主編)包括控制基礎(chǔ)篇、系統(tǒng)分析篇、系統(tǒng)設(shè)計(jì)篇、應(yīng)用篇四部分內(nèi)容。
本書可作為高等學(xué)校自動(dòng)化、電氣工程及自動(dòng)化、機(jī)械工程及自動(dòng)化、熱力工程、通信工程、電子信息工程等相關(guān)專業(yè)的“自動(dòng)控制原理”課程的教材，也可作為自動(dòng)化相關(guān)專業(yè)研究生和工程技術(shù)人員的參考書。
目錄
前言
緒論1
第五篇線性離散控制系統(tǒng)篇5
第8章線性離散控制系統(tǒng)6
8.1概述6
8.1.1離散控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介6
8.1.2離散控制系統(tǒng)的特點(diǎn)和研究方法8
8.2信號(hào)采樣與恢復(fù)8
8.2.1信號(hào)采樣9
8.2.2采樣定理10
8.2.3信號(hào)恢復(fù)12
8.3z變換13
8.3.1z變換的定義13
8.3.2z變換的方法14 目錄
前言
緒論1
第五篇線性離散控制系統(tǒng)篇5
第8章線性離散控制系統(tǒng)6
8.1概述6
8.1.1離散控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介6
8.1.2離散控制系統(tǒng)的特點(diǎn)和研究方法8
8.2信號(hào)采樣與恢復(fù)8
8.2.1信號(hào)采樣9
8.2.2采樣定理10
8.2.3信號(hào)恢復(fù)12
8.3z變換13
8.3.1z變換的定義13
8.3.2z變換的方法14
8.3.3z變換的基本定理17
8.3.4z反變換19
8.4離散控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型22
8.4.1差分方程22
8.4.2脈沖傳遞函數(shù)24
8.4.3離散控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖27
8.5離散控制系統(tǒng)的性能分析33
8.5.1穩(wěn)定性33
8.5.2動(dòng)態(tài)性能39
8.5.3穩(wěn)態(tài)誤差42
8.6離散控制系統(tǒng)的數(shù)字校正45
8.6.1模擬控制器的離散化46
8.6.2根軌跡法校正47
8.6.3頻率特性法校正50
8.6.4數(shù)字控制器直接設(shè)計(jì)法52
小結(jié)63
習(xí)題64
第六篇非線性控制系統(tǒng)基
礎(chǔ)篇69第9章非線性控制系統(tǒng)70
9.1概述70
9.1.1非線性系統(tǒng)70
9.1.2常見的非線性特性71
9.1.3非線性控制系統(tǒng)的特點(diǎn)73
9.2相平面法74
9.2.1相平面法的基本概念74
9.2.2相平面圖的繪制77
9.2.3非線性控制系統(tǒng)的相平面
分析83
9.3描述函數(shù)法91
9.3.1描述函數(shù)法的基本概念91
9.3.2非線性特性的描述函數(shù)92
9.3.3非線性控制系統(tǒng)的描述函數(shù)
法分析97
9.4改善非線性控制系統(tǒng)
性能的措施104
9.4.1改變線性部分的參數(shù)和結(jié)構(gòu)104
9.4.2改變非線性特性105
9.4.3非線性特性的利用106
小結(jié)107
習(xí)題108
第七篇現(xiàn)代控制理論基礎(chǔ)篇113
第10章控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述114
10.1控制系統(tǒng)及其描述114
10.1.1控制系統(tǒng)114
10.1.2控制系統(tǒng)的特性與分類114
10.1.3控制系統(tǒng)的輸入.輸出描述115
10.2控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型117
10.2.1基本概念117
10.2.2線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述121
10.2.3狀態(tài)空間描述的模擬結(jié)構(gòu)圖123
10.3系統(tǒng)狀態(tài)空間表達(dá)式的建立124
10.3.1由系統(tǒng)的模擬結(jié)構(gòu)圖建立狀態(tài)空間表達(dá)式124
10.3.2由系統(tǒng)的物理機(jī)理直接建立狀態(tài)空間表達(dá)式125
10.3.3由系統(tǒng)的微分方程或傳遞函數(shù)建立狀態(tài)空間描述128
10.4狀態(tài)空間描述的線性變換131
10.4.1線性變換131
10.4.2系統(tǒng)的特征值和特征向量133
10.4.3化狀態(tài)空間表達(dá)式為對(duì)角線標(biāo)準(zhǔn)型134
10.4.4化狀態(tài)空間表達(dá)式為約當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)型136
10.5由狀態(tài)空間描述求傳遞函數(shù)陣139
10.5.1系統(tǒng)的傳遞函數(shù)矩陣139
10.5.2系統(tǒng)的輸入.輸出描述與狀態(tài)空間描述方法比較142
10.6組合系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述和傳遞函數(shù)陣142
10.6.1并聯(lián)組合系統(tǒng)143
10.6.2串聯(lián)組合系統(tǒng)143
10.6.3輸出反饋系統(tǒng)144
10.7離散系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述144
10.8系統(tǒng)模型的計(jì)算機(jī)表示及轉(zhuǎn)換145
10.8.1模型的建立與轉(zhuǎn)換146
10.8.2建立組合系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述148
小結(jié)150
習(xí)題150
第11章線性控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分析153
11.1線性時(shí)變系統(tǒng)狀態(tài)方程的求解153
11.1.1線性時(shí)變系統(tǒng)狀態(tài)方程解的存在性與唯一性153
11.1.2線性齊次微分方程組的解空間153
11.1.3系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣153
11.1.4系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的性質(zhì)154
11.1.5系統(tǒng)的自由運(yùn)動(dòng)155
11.1.6線性時(shí)變系統(tǒng)的一般運(yùn)動(dòng)155
11.1.7線性時(shí)變系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣Φ(t，t0)的計(jì)算157
11.2線性時(shí)不變系統(tǒng)狀態(tài)方程的求解158
11.2.1狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣158
11.2.2狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的性質(zhì)160
11.2.3狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣Φ(t)的計(jì)算160
11.2.4線性時(shí)不變系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)166
11.3線性連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)空間表達(dá)式的離散化168
11.3.1線性時(shí)變系統(tǒng)的離散化168
11.3.2線性時(shí)不變系統(tǒng)的離散化169
11.3.3近似離散化171
11.4離散系統(tǒng)狀態(tài)方程的解172
11.4.1遞推法172
11.4.2z變換法175
小結(jié)177
習(xí)題177
第12章線性時(shí)不變系統(tǒng)的能控性和能觀性180
12.1系統(tǒng)的能控性及其判別180
12.1.1能控性定義181
12.1.2能控性判據(jù)182
12.2系統(tǒng)的能觀性及其判別185
12.2.1能觀性定義185
12.2.2能觀性判據(jù)186
12.3能控性與能觀性的對(duì)偶關(guān)系187
12.3.1對(duì)偶系統(tǒng)187
12.3.2對(duì)偶原理187
12.4約當(dāng)型方程的能控性、能觀性187
12.4.1線性變換不改變系統(tǒng)的能控性、能觀性判據(jù)188
12.4.2約當(dāng)型方程的能控性、能觀性判據(jù)188
12.5線性離散系統(tǒng)的能控性與能觀性190
12.5.1能控性191
12.5.2能觀性192
12.6線性時(shí)不變系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分解193
12.6.1系統(tǒng)狀態(tài)空間結(jié)構(gòu)及子空間的性質(zhì)194
12.6.2系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分解196
12.7線性時(shí)不變系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)型與最小實(shí)現(xiàn)201
12.7.1化系統(tǒng)狀態(tài)空間描述為能控規(guī)范型201
12.7.2線性時(shí)不變系統(tǒng)的最小
實(shí)現(xiàn)207
小結(jié)208
習(xí)題209
第13章系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性213
13.1BIBO穩(wěn)定性213
13.1.1BIBO穩(wěn)定的概念213
13.1.2判據(jù)214
13.2李雅普諾夫穩(wěn)定性定義215
13.2.1系統(tǒng)的平衡狀態(tài)215
13.2.2李雅普諾夫穩(wěn)定性的幾個(gè)定義216
13.3李雅普諾夫第一法217
13.3.1線性系統(tǒng)的穩(wěn)定判據(jù)218
13.3.2非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性218
13.3.3系統(tǒng)內(nèi)部穩(wěn)定和外部穩(wěn)定的關(guān)系219
13.4李雅普諾夫第二法221
13.4.1預(yù)備知識(shí)222
13.4.2李雅普諾夫第二法的判穩(wěn)定理223
13.5線性系統(tǒng)穩(wěn)定性分析229
13.5.1線性時(shí)不變連續(xù)系統(tǒng)漸近穩(wěn)定的判別229
13.5.2線性時(shí)不變離散系統(tǒng)漸近穩(wěn)定的判別234
13.5.3線性時(shí)變連續(xù)系統(tǒng)漸近穩(wěn)定的判別235
13.6李雅普諾夫方法在非線性系統(tǒng)中的應(yīng)用236
13.6.1克拉索夫斯基法236
13.6.2變量梯度法238
小結(jié)241
習(xí)題242
第14章線性時(shí)不變系統(tǒng)的綜合244
14.1反饋控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)244
14.1.1狀態(tài)反饋246
14.1.2輸出反饋246
14.1.3反饋控制系統(tǒng)的能控能觀性247
14.2狀態(tài)反饋系統(tǒng)的極點(diǎn)配置249
14.2.1極點(diǎn)配置定理249
14.2.2系統(tǒng)極點(diǎn)配置252
14.2.3狀態(tài)反饋的應(yīng)用——狀態(tài)反饋下閉環(huán)系統(tǒng)的鎮(zhèn)定問題263
14.3狀態(tài)重構(gòu)與狀態(tài)觀測(cè)器的設(shè)計(jì)264
14.3.1狀態(tài)估計(jì)264
14.3.2全維觀測(cè)器設(shè)計(jì)264
14.3.3降維觀測(cè)器267
14.4帶觀測(cè)器的狀態(tài)反饋系統(tǒng)的綜合270
14.4.1系統(tǒng)的描述270
14.4.2閉環(huán)系統(tǒng)的基本特性271
小結(jié)273
習(xí)題273
參考文獻(xiàn)276
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