“現代控制理論”是自動化領域的一門重要的專業理論基礎課程。本書適應工程與應用類高等學校自動化及相近專業的需要，以加強基礎、突出處理問題的思維方法、培養學生分析問題和解決問題的能力為原則，力圖結合系統的物理概念，深入淺出地闡述現代控制理論的最基本內容。全書共6章，主要包括：狀態空間分析法，系統的狀態空間模型和各種標準型的建立，系統的運動分析，能控性與能觀測性，結構分解和實現問題，李雅普諾夫穩定性理論，極點配置、狀態觀測器設計等。在介紹系統分析和控制系統設計方法的同時，給出相應的MATLAB函數，便于讀者利用MATLAB軟件來有效求解控制系統的計算和仿真問題，以加深對概念和方法的理解。最后介紹兩個工程實例，以歸納和總結狀態空間分析法和具體應用。本書提供配套電子課件、MATLAB程序代碼等。 本書可供高等院校自動化、電氣工程及其自動化、電子信息、測控及其他相關專業作為教材使用，也可供相關工程技術人員學習參考。
王春俠，副教授，任教于陜西理工學院電氣工程學院。主要從事自動化學科的教學與研究工作。主講自動控制原理、現代控制理論、控制系統仿真與CAD等課程。主持、參與科研項目多項，發表科技論文10余篇。
目 錄緒論10.1 經典控制理論10.2 現代控制理論20.3 本書的內容和特點3第1章 線性系統的狀態空間模型41.1 狀態空間分析法41.1.1 例子41.1.2 狀態變量和狀態向量61.1.3 狀態空間和狀態空間模型61.2 狀態空間模型的建立101.2.1 由系統機理建立狀態空間模型101.2.2 由系統框圖求狀態空間模型131.3 由外部模型化為內部模型及其標準型151.3.1 傳遞函數中沒有零點時的標準Ⅰ型和標準Ⅱ型實現161.3.2 傳遞函數有零點時的標準Ⅰ型和標準Ⅱ型實現191.3.3 約當標準型261.4 由狀態空間方程求傳遞函數陣311.4.1 傳遞函數陣的定義321.4.2 由狀態空間模型求傳遞函數陣321.5 離散時間系統的狀態空間模型351.5.1 狀態空間方程351.5.2 狀態結構圖371.6 狀態向量的線性變換381.6.1 狀態向量的線性變換381.6.2 系統特征值的不變性391.6.3 化系統矩陣A為標準型421.7 系統模型的MATLAB表示及其相互轉換541.7.1 系統模型間的轉換541.7.2 系統的非奇異線性變換與狀態空間標準型57習題60第2章 線性系統的運動分析622.1 狀態方程的齊次解（自由解）622.2 狀態轉移矩陣642.3 線性系統的運動分析732.3.1 線性系統的運動規律732.3.2 特定輸入下線性系統的狀態響應752.4 連續系統的時間離散化782.4.1 問題的提出782.4.2 三點基本假設782.4.3 線性定常連續系統狀態空間方程的離散化792.4.4 近似離散化812.5 線性定常離散系統的運動分析822.5.1 線性定常離散系統齊次狀態方程的解822.5.2 狀態轉移矩陣822.5.3 線性定常離散系統狀態方程的解842.6 MATLAB在線性系統的運動分析中的應用882.6.1 計算系統的狀態轉移矩陣882.6.2 求解狀態方程89習題92第3章 線性系統的能控性與能觀測性953.1 線性連續系統的能控性953.1.1 狀態能控性的含義953.1.2 狀態能控性的定義973.1.3 狀態能控性判據973.1.4 線性定常連續系統的輸出能控性1023.2 線性連續系統的能觀測性1033.2.1 狀態能觀測性的含義1033.2.2 狀態能觀測性的定義1043.2.3 線性定常連續系統的狀態能觀測性判別1053.3 線性離散系統的能控性與能觀測性1093.3.1 線性定常離散系統的狀態能控性與能達性1093.3.2 線性定常離散系統的狀態能觀測性1123.3.3 離散化線性定常系統的狀態能控性和能觀測性1143.4 能控性與能觀測性的對偶關系1153.5 能控標準型與能觀測標準型1173.5.1 系統的能控標準型1173.5.2 單變量系統的能觀測標準型1223.6 線性定常系統的結構分解1243.6.1 能控性結構分解1253.6.2 能觀測性結構分解1283.6.3 系統狀態的標準分解1293.7 傳遞函數矩陣的實現問題1333.7.1 SISO系統的實現1333.7.2 MIMO系統的實現1373.8 MATLAB在線性系統的能控性與能觀測性分析中的應用143習題150第4章 控制系統的穩定性分析1534.1 李雅普諾夫穩定性的基本概念1534.1.1 平衡狀態1534.1.2 李雅普諾夫穩定性定義1544.2 李雅普諾夫判定穩定性的方法1564.2.1 李雅普諾夫第一方法1564.2.2 李雅普諾夫第二方法1594.3 李雅普諾夫第二方法在線性系統分析中的應用1674.3.1 線性定常連續系統穩定性分析1674.3.2 線性定常離散系統的穩定性分析1704.4 線性定常系統的穩定性分析1734.5 MATLAB在控制系統的穩定性分析中的應用176習題178第5章 線性定常系統的綜合1805.1 反饋控制結構1805.2 極點配置1825.2.1 采用狀態反饋配置極點1825.2.2 具有輸入變換器和串聯補償器的狀態反饋極點配置1875.2.3 跟蹤控制器設計1895.2.4 輸出反饋極點配置1935.3 狀態重構與狀態觀測器的設計1945.3.1 狀態重構原理1945.3.2 全維狀態觀測器的設計1965.3.3 降維狀態觀測器的設計1985.4 帶觀測器狀態反饋系統的綜合2045.4.1 系統的結構與數學模型2045.4.2 閉環系統的基本特性2055.5 MATLAB在線性系統的綜合中的應用208習題209第6章 狀態空間分析法在工程中的應用2116.1 單倒立擺控制系統的狀態空間設計2116.2 大型橋式吊車行車控制系統的狀態空間設計2166.2.1 調節對象——橋式吊車（行車）狀態空間方程的建立2166.2.2 行車系統的性能分析2206.2.3 利用極點配置法設計全狀態反饋調節器2226.2.4 全維狀態觀測器設計225參考文獻230
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