控制理论基础【2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载】

控制理论基础PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 概论1

1.1 控制理论的产生与发展1

1.2 控制的意义与作用4

1.2.1 控制系统4

1.2.2 恒值系统与随动系统6

1.2.3 线性系统与非线性系统6

1.2.4 连续系统与离散系统7

1.2.5 单变量系统与多变量系统7

1.3 控制系统的基本模型7

第2章 控制系统的数学模型10

2.1 状态空间模型11

2.1.1 动态方程11

2.1.2 非线性动态系统的线性化19

2.2 状态转移矩阵的一般提法22

2.2.1 线性时变系统的状态转移矩阵26

2.2.2 线性定常系统的解32

2.3 离散时间控制系统38

2.3.1 线性控制系统的离散化38

2.3.2 离散线性定常控制系统的解法40

2.4 传递函数模型42

2.5 传递函数矩阵45

2.6 传递函数矩阵相互连接的模型46

2.6.1 串联环节的传递函数矩阵46

2.6.2 并联环节的传递函数矩阵48

2.6.3 反馈环节的传递函数矩阵49

2.6.4 一般的传递函数矩阵51

第3章 线性控制系统的能控性与能观性56

3.1 线性控制系统的能控性56

3.2 线性控制系统的能观性65

3.3 能控性与能观性的对偶关系73

3.4 线性定常控制系统的分解74

3.5 离散时间线性系统的能控性与能观性77

第4章 稳定性83

4.1 稳定性的概念83

4.2 线性定常系统稳定性的代数判据84

4.3 离散时间线性系统的稳定性87

4.4 线性时变系统的稳定性88

4.5 非线性系统的稳定性89

4.5.1 非线性定常系统的稳定性89

4.5.2 非线性时变系统的稳定性91

4.6 Lyapunov稳定性理论92

4.6.1 正定函数与负定函数93

4.6.2 Lyapunov的稳定性判据94

4.6.3 线性系统情形97

4.6 4构造Lyapunov函数的方法100

4.7 稳定性的频率判据106

4.7.1 n次多项式的稳定性频率判据106

4.7.2 开环传递函数为G（s）=Q（s）P（s）的控制系数的稳定频率判据108

4.7.3 线性定常系统的Nyquist稳定性判据109

4.8 稳定性与控制117

4.8.1 输入-输出稳定性118

4.8.2 线性反馈控制与稳定性119

4.9 状态渐近估计器与调节器的设计124

4.9.1 状态渐近估计器的构造125

4.9.2 状态渐近估计器与状态调节器的分离原理126

4.9.3 降维状态渐近估计器128

第5章 线性定常系统的实现136

5.1 控制系统的外部表示136

5.2 线性定常控制系统的实现142

5.3 最小实现149

5.4 传递函数矩阵的能控实现与能观实现152

5.5 离散时间控制系统的参数辨识169

第6章 最优控制174

6.1 性能指标174

6.1.1 性能的度量174

6.1.2 最优控制的存在性与唯一性介绍176

6.2 Bellman方程与Pontryagin最大值原理177

6.2.1 Bellman方程与值函数177

6.2.2 Pontryagin最大值原理181

6.2.3 最大值原理的充分条件184

6.3 一般的最大值原理185

6.3.1 控制变量受约束的情形185

6.3.2 只有状态变量受约束的情形187

6.3.3 一种通用的公式187

6.4 线性调节器问题与Riccati矩阵微分方程190

6.5 线性调节器问题与稳定性193

6.6 跟踪给定值问题201

6.6.1 问题的套用提法202

6.6.2 问题的正确提法203

6.6.3 二阶系统跟踪给定值的最优设计204

6.6.4 多输入-多输出系统的跟踪给定值z的问题206

第7章 自适应控制212

7.1 自适应控制的提出与设计方法212

7.1.1 自适应控制的提出213

7.1.2 自适应控制的设计方法214

7.2 基于优化控制策略的自校正器218

7.2.1 最小方差调节器219

7.2.2 最小方差控制律224

7.2.3 最小方差自校正器229

7.3 LQG自校正器232

7.3.1 Kalman滤波器233

7.3.2 滤波器与状态观测器的关系分析237

7.3.3 LQG系统的分离特性238

7.3.4 随机系统的最优控制律238

7.3.5 二元性原理（双重效应）239

7.3.6 LQG自校正调节器241

7.3 7 LQG自校正控制器244

7.4 基于常规控制策略的自校正器247

7.4.1 极点配置自校正调节器248

7.4.2 极点配置自校正控制器253

7.4.3 自校正PID控制器256

7.4.4 有限拍无纹波控制器260

第8章 稳定、镇定与逆最优控制264

8.1 Lyapunov定理和LaSalle-Yoshizawa定理264

8.2 控制Lyapunov函数与Sontag公式267

8.3 扰动抑制269

8.4 随机形式的Lyapunov定理与LaSalle定理273

8.5 逆最优控制问题277

第9章 逆最优控制280

9.1 受扰非线性系统的逆最优控制280

9.1.1 问题描述280

9.1.2 逆最优控制器的设计283

9.1.3 性能估计287

9.1.4 实例仿真287

9.2 受扰非线性系统的逆最优跟踪289

9.2.1 问题描述289

9.2.2 逆最优控制器设计293

9.2.3 数值仿真299

9.3 随机非线性系统自适应逆最优控制300

9.3.1 问题描述301

9.3.2 全局依概率渐近稳定305

9.3.3 逆最优控制器设计309

9.3.4 设计举例312

9.3.5 输出反馈逆最优控制313

9.4 统计特性不确定随机系统稳健自适应逆最优控制320

9.4.1 问题捕述320

9.4.2 全局依概率渐近稳定326

9.4.3 自适应逆最优控制器设计331

9.4.4 设计举例333

参考文献336