前言绪论0.1控制理论的发展过程0.1.1经典控制理论阶段0.1.2现代控制理论阶段0.1.3大系统理论和智能控制理论阶段0.1.4经典控制理论与现代控制理论的联系与比较0.2现代控制理论的主要内容0.2.1线性系统的一般理论0.2.2系统辨识0.2.3最优控制0.2.4自适应控制0.2.5最优滤波0.2.6鲁棒控制0.2.7非线性系统理论第1章控制系统的状态空间描述1.1控制系统中状态的基本概念1.1.1系统的状态和状态变量1.1.2状态向量1.1.3状态空间1.2控制系统的状态空间表达式1.2.1状态空间表达式1.2.2状态空间表达式的一般形式1.2.3状态空间表达式的系统结构图1.2.4状态空间表达式的模拟结构图1.3系统状态空间表达式的建立1.3.1从系统的机理出发建立状态空间表达式1.3.2从系统的框图求状态空间表达式1.3.3根据系统微分方程建立状态空间表达式1.3.4由系统传递函数求状态空间表达式 1.4系统状态空间表达式的特征标准型1.4.1系统状态的线性变换1.4.2系统的特征值1.4.3状态空间表达式变换为对角线标准型1.4.4状态变量组的非唯一性1.5传递函数与传递函数矩阵1.6离散系统的状态空间表达式1.7利用MATLAB进行系统模型之间的相互转换1.7.1由传递函数到状态空间表达式的变换1.7.2由状态空间表达式到传递函数的变换1.7.3系统的线性非奇异变换与标准型状态空间表达式本章小结习题第2章线性系统状态方程的解2.1线性定常系统状态方程的解2.1.1线性定常系统齐次状态方程的解2.1.2线性定常系统非齐次状态方程的解2.2状态转移矩阵2.2.1状态转移矩阵的性质2.2.2几个特殊的状态转移矩阵2.3向量矩阵分析中的若干结果2.3.1凯莱-哈密顿定理2.3.2最小多项式2.4矩阵指数函数eAt的计算2.4.1直接计算法（级数展开法）2.4.2对角线标准型与约当标准型法2.4.3拉普拉斯变换法2.4.4化eAt为A的有限项法（凯莱-哈密顿定理法）2.4.5由状态转移矩阵求系统矩阵A2.5离散时间系统状态方程的解2.5.1递推法2.5.2z变换法2.6连续时间状态空间表达式的离散化2.6.1近似离散化本章小结习题3.1线性定常连续系统的能控性3.1.1概述3.1.2定常系统状态能控性的代数判据3.1.3状态能控性条件的标准型判据3.1.4用传递函数矩阵表达的状态能控性条件3.1.5输出能控性3.2线性定常连续系统的能观测性3.2.1定常系统状态能观测性的代数判据3.2.2用传递函数矩阵表达的能观测性条件3.2.3状态能观测性条件的标准型判据3.2.4对偶原理3.3线性定常离散控制系统的能控性和能观测性3.3.1离散系统能控性3.3.2离散系统能观测性3.4状态空间表达式的能控标准型与能观测标准型3.4.1系统的能控标准型3.4.2系统的能观测标准型3.4.3非奇异线性变换的不变特性3.5利用MATLAB实现系统能控性与能观测性分析3.5.1状态能控性判定3.5.2状态能观测性判定本章小结习题第4章控制系统的李雅普诺夫稳定性分析4.1李雅普诺夫稳定性的基本概念4.1.1平衡状态、给定运动与扰动方程的原点4.1.2李雅普诺夫意义下的稳定性定义4.1.3预备知识4.2李雅普诺夫稳定性理论4.2.1李雅普诺夫第二法4.2.2线性系统的稳定性与非线性系统的稳定性比较4.2.3克拉索夫斯基方法4.3线性定常系统的李雅普诺夫稳定性分析4.4模型参考控制系统分析4.4.1模型参考控制系统4.4.2控制器的设计4.5MATLAB在系统稳定性分析中的应用本章小结习题第5章线性多变量系统的综合与设计5.1引言5.1.1问题的提法5.1.2性能指标的类型5.1.3研究综合问题的主要内容5.1.4工程实现中的一些理论问题5.2极点配置问题5.2.1问题的提法5.2.2可配置条件5.2.3极点配置的算法5.2.4艾克曼公式5.3利用MATLAB求解极点配置问题5.4利用极点配置法设计调节器型系统5.4.1数学建模5.4.2利用MATLAB确定状态反馈增益矩阵K5.4.3所得系统对初始条件的响应5.5状态观测器5.5.1状态观测器概述5.5.2全维状态观测器5.5.3对偶问题5.5.4能观测条件5.5.5全维状态观测器的设计5.5.6求状态观测器增益矩阵Ke的直接代入法5.5.7求状态观测器增益矩阵Ke的艾克曼公式5.5.8最优状态观测器增益矩阵选择的注释5.5.9观测器的引入对闭环系统的影响5.5.10控制器-观测器的传递函数5.5.11最小阶观测器5.5.12具有最小阶观测器的观测-状态反馈控制系统5.6利用MATLAB设计状态观测器5.7伺服系统设计5.7.1具有积分器的Ⅰ型伺服系统5.7.2系统中不含积分器时的Ⅰ型伺服系统的设计5.8利用MATLAB设计控制系统举例5.8.1所设计系统的单位阶跃响应特性5.8.2用MATLAB确定状态反馈增益矩阵和积分增益5.8.3用MATLAB实现系统的单位阶跃响应特性本章小结习题第6章最优控制6.1最优控制问题的基本概念6.1.1目标函数6.1.2约束条件6.2变分法6.2.1变分法的基本概念6.2.2变分法在最优控制中的应用6.3极小值原理6.3.1极小值原理在连续系统中的应用6.3.2极小值原理在离散系统中的应用6.4动态规划法6.4.1动态规划法在连续系统