具体描述
本书详细地介绍了模糊逻辑系统设计和MATLAB6、l中的模糊逻辑工具箱(Fuzzy Logic Toolbox，Version 2．1．1)。在阐述模糊系统的应用背景、基本理论的基础上，重点介绍了这些基础理论结合MATLAB模糊逻辑工具的应用，并通过大量的实例来介绍MATLAB模糊逻辑工具的辅助设计功能，对于相关函数也进行了详细介绍。
本书理论讲解简单清晰，实例讲解重点突出，内容新，覆盖范围广，应用操作性强，既可作为高校模糊逻辑系统、模糊控制系统等课程的教学参考用书，也可作为从事控制工程应用的广大科技人员的参考资料。
《现代控制理论与实践》 图书简介 本书旨在为读者提供一个全面、深入且与工程实践紧密结合的现代控制理论学习框架。全书内容严格围绕现代控制理论的核心概念、分析方法和设计技术展开，聚焦于如何利用这些先进的理论工具解决复杂的工程控制问题。本书不涉及任何关于模糊系统设计、MATLAB辅助设计工具的具体操作或特定软件应用的内容。 本书的构建逻辑清晰，从最基础的系统建模出发，逐步过渡到高级的系统分析和控制器设计，力求在理论深度和工程可操作性之间找到最佳平衡点。 第一部分：经典控制的再认识与现代控制的引入 本部分为后续深入学习奠定坚实的理论基础，重点在于从时域和频域视角对线性时不变（LTI）系统进行精确描述和初步分析。 第一章 线性系统描述与状态空间表示 本章详细阐述了物理系统（如机械、电气系统）如何抽象为标准的线性常微分方程组。重点讨论了系统的状态空间表示法，包括如何从物理方程直接推导状态向量、状态方程和输出方程。深入分析了状态转移矩阵的性质、计算方法及其在求解系统响应中的核心作用。本章严格遵循经典的数学物理建模范式，不引入任何模糊逻辑或软计算方法。 第二章 系统的时间响应分析 本章关注系统在标准输入（如阶跃、脉冲、斜坡）下的瞬态行为和稳态性能。详细分析了一阶和二阶系统的动态特性，如上升时间、超调量、调节时间和稳态误差。重点讲解了如何通过特征根（极点）的位置来预判系统的稳定性和暂态性能，强调了时域指标与系统结构参数之间的定量关系。 第三章 系统的线性变换与能控性、能观测性 这是现代控制理论区别于经典理论的关键。本章引入了线性代数中的变换理论，探讨了如何通过状态变换实现系统的约旦标准型或对角化。核心内容聚焦于能控性和能观测性的定义、判据（如卡尔曼判据）及其工程意义。详细阐述了这些基本性质对后续控制器设计和状态观测器设计的重要性。 第二部分：系统分析与设计基础 本部分转向利用现代工具对系统进行深入分析，并引入状态反馈控制的基本思想。 第四章 线性系统的频域分析与鲁棒性初步 本章将系统分析扩展至频域，重点分析了系统的频率响应特性。内容包括伯德图、奈奎斯特图的绘制与解读。虽然侧重于基于传递函数（在LTI系统下适用）的频域分析，但其核心目标是评估系统对不同频率激励的敏感度，并初步引入了稳定裕度（如增益裕度、相角裕度）的概念，这些都是确保系统在实际工况下可靠运行的关键指标。 第五章 基于状态反馈的极点配置 本章是状态反馈控制设计的核心。详细推导了极点配置定理，阐明了在系统完全能控的条件下，如何通过选择合适的状态反馈增益矩阵 $K$，将系统的闭环极点任意配置到复平面上期望的位置，从而精确设计系统的动态性能。本章严格基于线性代数和矩阵理论进行推导，所有设计过程均是解析和代数的。 第六章 观测器设计与全阶状态估计 鉴于实际工程中状态变量往往无法直接测量，本章专注于状态观测器的设计。详细介绍了可观测性在观测器设计中的作用，并推导了与状态反馈控制器互补的观测器反馈增益矩阵 $L$ 的设计方法，包括通过对偶性原理和极点配置方法。重点讲解了最小阶观测器（Luenberger 观测器）的原理与构造。 第三部分：先进的线性系统控制策略 本部分深入探讨了更精细、更具性能优势的控制策略，这些策略是现代自动控制系统的核心。 第七章 线性二次型调节器（LQR）设计 本章介绍了最优控制理论的基石——LQR 控制器。详细推导了如何通过黎卡提方程（代数或微分形式）来求解最优状态反馈增益 $K$，该增益能够使系统的二次型性能指标函数（包含状态误差和控制能量）最小化。强调LQR的设计过程完全基于系统的精确模型和精心选择的权重矩阵 $Q$ 和 $R$，是一种纯粹的优化方法，与启发式或知识工程无关。 第八章 零动态与内部稳定性 本章讨论了系统在特定输出条件下（如零输入或零输出）内部状态的行为，即零动态。深入分析了零动态的稳定性与其整体系统稳定性的关系。强调了在进行控制器设计时，必须对系统的零动态进行充分的分析，以避免设计出虽然能满足外部性能指标但内部存在不稳定行为的控制器。 第九章 鲁棒性分析与 $mathcal{H}_infty$ 控制简介（理论概述） 本章在经典频域鲁棒性概念的基础上，引入了更严格的鲁棒控制视角。简要概述了 $mathcal{H}_infty$ 范数的数学定义及其在衡量系统对外部扰动和模型不确定性敏感度上的作用。重点在于介绍此类控制器旨在最小化最坏情况下的性能指标，强调其设计目标是确保系统在模型不确定性范围内保持性能和稳定性的能力，这完全是基于信号范数和矩阵不等式的严格分析。 全书的叙述风格严谨，逻辑推导详尽，所有结论均建立在严格的线性系统数学理论基础之上，旨在培养读者扎实的现代控制理论功底，使其能够独立分析和设计基于精确模型的复杂自动控制系统。
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