内容介绍
本书是将 “现代控制理论”、“智能控制理论”两门课程中有关内容进行整合而成，从工程应用角度介绍了现代控制与智能控制的理论与方法，并结合实例和MATLAB仿真实现，引导学生应用理论解决实际问题。
全书共有9章。1~6章为控制系统的状态空间控制理论，包括数学模型建立、状态方程求解、能控能观性分析、控制系统稳定性分析、状态反馈与状态观测器的设计； 7~9章选择了工程中应用比较成熟的控制理论与技术，分别是线性二次型最优控制、模糊控制、神经网络及专家系统，可以根据需要选择其中内容进行讲授。
本书可作为高等学校自动化、电气自动化、机电一体化等应用型本科专业及成人高等教育和高等职业教育等相关专业教材，也可作为工程技术人员的参考用书。
图书目录
1 绪论
教学目的与要求
导入案例
1.1控制理论发展史
1.1.1经典控制理论特点及主要内容
1.1.2现代控制理论特点及主要内容
1.1.3智能控制特点及主要内容
1.2MATLAB基础知识
1.2.1MATLAB桌面操作环境
1.2.2MATLAB数值计算
1.2.3MATLAB常用绘图命令
1.2.4MATLAB程序设计
本章小结
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习题
2 线性控制系统的数学模型
教学目的与要求
导入案例
2.1控制系统的数学描述
2.1.1系统状态空间表达式的建立
2.1.2状态空间表达式的一般形式
2.1.3状态空间表达式的图形表示法
2.2数学模型间的转换
2.2.1由系统的微分方程建立状态空间表达式
2.2.2由系统的传递函数建立状态空间表达式
2.2.3由状态空间表达式求传递函数(矩阵)
2.3 状态矢量的线性变换
2.3.1非奇异线性变换
2.3.2特征值不变性与系统的不变量
1.3.3状态空间表达式的特征标准型
2.4组合系统的数学模型
2.5离散系统的数学模型
2.5.1离散系统的状态空间表达式
2.5.2离散系统的传递函数矩阵
2.6 MATLAB实现模型转换
本章小结
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习题
3 线性控制系统分析
教学目的与要求
导入案例
3.1线性定常齐次状态方程的解
3.2状态转移矩阵
3.2.1状态转移矩阵的性质
3.2.2 特殊状态转移矩阵
3.2.3 状态转移矩阵的计算
3.3线性定常非齐次状态方程的解
3.4线性时变系统状态方程的解
3.4.1 线性时变齐次状态方程的解
3.4.2状态转移矩阵 的基本性质
3.4.3线性时变非齐次状态方程的解
3.5线性定常离散系统状态方程的解
3.5.1 递推法
3.5.2 变换法
3.6线性连续时间系统的离散化
3.6.1 线性定常连续系统状态空间表达式的离散化
3.6.2 线性时变连续系统状态空间表达式的离散化
3.6.3 近似离散化
3.7 MATLAB求解状态方程
3.7.1 矩阵指数函数的计算
3.7.2 线性连续系统状态方程的解
3.7.3 线性连续系统状态方程的离散化
本章小结
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习题
4 线性控制系统的能控性和能观性
教学目的与要求
导入案例
4.1系统能控性
4.1.1线性定常系统能控性
4.1.2线性定常离散系统的能控性
4.2系统能观性
4.2.1线性定常系统能观性
4.2.2离散系统能观性
4.3对偶原理
4.4能控标准型和能观标准型
4.5线性系统的结构分解
4.5.1系统按能控性分解
4.5.2系统按能观测性分解
4.6 系统传递函数阵的实现
4.6.1 概念
4.6.2如何实现
4.6.3如何实现
4.7 MATLAB在能控能观中的应用
本章小结
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习题
5 控制系统的稳定性
教学目的与要求
导入案例
5.1Lyapunov稳定性概念
5.1.1平衡状态、给定运动与扰动方程之原点
5.1.2 Lyapunov意义下的稳定性定义
5.1.3 预备知识
5.2 Lyapunov稳定定理
5.2.1 关于渐近稳定性
5.2.2 关于稳定性
5.2.3 关于不稳定性
5.2.4 线性系统的稳定性与非线性系统的稳定性比较
5.2.5 克拉索夫斯基定理
5.3 线性系统的稳定性分析
5.3.1 引言
5.3.2 线性定常系统的Lyapunov稳定性分析
5.3.3 线性定常离散系统的稳定性
5.4非线性系统的稳定性分析
5.4.1 模型参考控制系统
5.4.2 控制器的设计
5.4.3克拉索夫斯基方法
5.5用MATLAB求解Lyapunov方程
5.5.1 对称矩阵的定号性(正定性)的判定
5.5.2 线性定常连续系统的李雅普诺夫稳定性
5.5.3 线性定常离散系统的李雅普诺夫稳定性
本章小结
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习题
6 线性定常系统的综合设计
教学目的与要求
导入案例
6.1引言
6.1.1 问题的提出
6.1.2 性能指标的类型
6.1.3 研究综合问题的主要内容
6.2 状态反馈和输出反馈
6.2.1 状态反馈
6.2.2 输出反馈
6.2.3 闭环系统的能控性和能观性
6.3极点配置
6.3.1 问题的提法
6.3.2 可配置条件
6.3.3 极点配置的算法
6.3.4 极点配置示例
6.4 状态观测器的设计
6.4.1 观测器的设计思路
6.4.2 观测器的设计方法
6.4.3 降维观测器
6.5 MATLAB在系统综合设计中的应用
6.5.1 利用MATLAB求解极点配置问题
6.5.2 利用MATLAB设计状态观测器
6.5.3单级倒立摆系统的极点配置与状态观测器设计
本章小结
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习题
7 线性二次型最优控制
教学目的与要求
导入案例
7.1引言
7.1.1 最优控制的基本概念
7.2 有限时间状态调节器问题
7.2.1 状态调节器问题
7.2.2 有限时间状态调节器问题
7.3无限时间状态调节器问题
7.4输出调节器
7.4.1 有限时间输出调节器问题
7.4.2 无限时间输出调节器问题
7.5跟踪器
7.5.1 线性时变系统的跟踪问题
7.5.2 线性定常系统的跟踪问题
7.6 MATLAB在最优控制中的应用
7.6.1 无限时间状态调节器问题
7.6.2 无限时间输出调节器问题
7.6.3 线性二次型最优控制在倒立摆系统中的应用
本章小结
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习题
8 模糊控制
教学目的与要求
导入案例
8.1模糊逻辑的数学基础
8.1.1模糊集合及其表示方法
8.1.2模糊集合的运算
8.1.3模糊集合的隶属函数
8.1.4模糊关系
8.1.5模糊逻辑与模糊推理
8.2 模糊控制系统的设计
8.2.1模糊控制系统的组成及原理
8.2.2模糊控制器
8.2.3模糊控制器的设计
8.3模糊控制系统设计举例
8.3.1一级倒立摆的数学模型
8.3.2倒立摆的稳定模糊控制器的设计
本章小结
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习题
9 神经网络及专家系统
教学目的与要求
9.1神经网络
9.1.1神经元
9.1.2人工神经网络
9.2模糊神经网络
9.3专家系统
9.3.1专家系统的定义
9.3.2专家系统的特点
9.3.3专家控制系统
本章小结
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习题
