現代控制理論

學習專業英語是數學專業本科生的必修課程。如果使用純英文教材，學生接受起來比較困難。如果是純粹的中文教學方式又不能與國際化現代教學的實際需要接軌。因此，本教材與現在使用的中文教材《控制理論基礎》相配合，便於理科學生通過雙語教學獲得控制理論知識的同時，掌握必要的專業英語閲讀能力。為配合本科雙語教學的需要。其優點有二：其一，國外出版的英文教材《控制理論基礎》難度較大，內容較深，不符合我校本科教學的需要，學生不容易接受和理解；其二，此次申報教材與正在使用的《控制理論基礎》相配套呼應，也由張慶靈主編，和現在使用的中文教材內容基本相對照，能夠加強數學系本科生的閲讀英文文獻的能力，為今後的科研工作打下良好的基礎。全書內容主要包括：線性系統的數學描述、狀態轉移矩陣、線性系統的運動分析、線性系統的能控性和能觀性、Matlab實現、系統運動的穩定性、狀態反饋和輸出反饋、觀測器設計和控制原理等。

ContentsPrefaceChapter 0 Backgrounds 10.1 Development of Control Theory 10.2 Main Contents of Modern Control Theory 2Chapter 1 Mathematical Description of Systems 41.1 Example 41.2 Basic Definitions 51.3 System Descriptions 61.4 Finding State Equations from High-Differential Operator Representation . 71.4.1 Controllable Canonical Form 71.4.2 Observable Canonical Form 91.4.3 Other Special Form 91.5 Block Diagram 111.6 Transfer Function from State Space Representation 121.6.1 Definition 121.6.2 Calculation for the Transfer Function Matrix 131.7 Composite Systems 141.7.1 Tandem Connection 151.7.2 Parallel Connection 161.7.3 Feedback Connection 171.8 Equivalent Transformation 171.8.1 Equivalent Transformation of the State Space Description for LinearSystems 171.8.2 Diagonal Canonical Form and Jordan Canonical Form of the System 181.8.3 Invariance of the System Matrix and Transfer Function Matrix 201.9 Application of MATLAB in the Representation of Linear Systems 211.10 Exercises 25Chapter 2 Solutions 272.1 State Transition Matrix 272.2 Matrix Exponential 30 2.5.1 Discretization of Linear Discrete Time-Invariant Systems 412.5.2 Solutions of the Linear Discrete Time-Invariant Systems 432.6 MATLAB for Linear System Motion Analysis 432.7 Exercises 47Chapter 3 Controllability and Observability 493.1 Definitions 49 3.1.1 Controllability 50 3.1.2 Observability 503.2 Con trollability of Linear Continuous Systems 51 3.2.1 Time-Invariant Systems 51 3.2.2 Time-Varying Systems 57 3.2.3 Controllability Index 573