現代工程控製理論 pdf epub mobi txt 電子書 下載2025

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本書將控製理論中“經典控製理論”與“現代控製理論”兩部分內容以科學方法論的觀點有機地融閤起來。強調用準確的物理概念來分析問題、解決問題。全書共分9章：緒論、數學模型、時域分析、頻域分析、係統校正、反饋設計、數字控製、卡爾曼濾波與隨機控製、最優控製等。

　　本書可作為高等學校工程類相關專業本科生、研究生、工程碩士生教材，也可供其他專業高年級學生自學，供科技工作者和高校教師從事控製理論時參考。

1緒論
1.1控製係統的工作原理及其組成
1.1.1工作原理
1.1.2開環控製和閉環控製
1.1.3閉環控製係統的組成
1.2控製係統的基本類型
1.2.1按輸入量的特徵分類
1.2.2按係統中傳遞信號的性質分類
1.3對控製係統的基本要求
1.4控製理論的發展
2控製係統的數學模型
2.1動態係統數學模型的建立
2.1.1係統的運動微分方程
2.1.2綫性與非綫性係統
2.1.3非綫性係統的綫性化
2.2傳遞函數
2.2.1傳遞函數的定義
2.2.2係統的開環與閉環傳遞函數
2.2.3典型環節的傳遞函數
2.2.4傳遞函數方框圖
2.3信號流圖
2.3.1信號流圖中使用的符號及術語
2.3.2信號流圖的性質
2.3.3運算法則
2.3.4綫性係統信號流圖的繪製
2.3.5信號流圖的梅森增益公式
2.4係統的狀態空間模型
2.4.1狀態空間描述
2.4.2狀態空間方程
2.5數學模型的轉換
2.5.1傳遞函數與狀態空間方程
2.5.2傳遞矩陣
2.5.3係統的狀態空間錶達式
2.6用MATLAB求數學模型及數學模型的轉換
2.6.1用MATLAB求數學模型
2.6.2用MATLAB求數學模型的轉換
習題
3係統時域分析
3.1單輸入?單輸齣係統時間響應
3.1.1一階係統時間響應
3.1.2二階係統的時間響應
3.1.3高階係統的時間響應
3.1.4時間響應性能指標
3.2狀態轉移矩陣和多變量係統的時間響應
3.2.1狀態轉移矩陣
3.2.2綫性定常連續係統的時間響應
3.2.3綫性時變連續係統的時間響應
3.3係統的穩定性
3.3.1單輸入?單輸齣綫性定常係統穩定性分析
3.3.2李雅普諾夫穩定性分析
3.3.3李雅普諾夫第一法
3.3.4李雅普諾夫第二法
3.4穩態性能
3.4.1穩態誤差的基本概念
3.4.2穩態誤差的計算
3.4.3穩態誤差係數
3.4.4擾動引起的穩態誤差和係統總誤差
3.5根軌跡分析
3.5.1根軌跡
3.5.2閉環係統根軌跡分析
習題
4控製係統的頻域分析
4.1頻率特性
4.1.1頻率特性的基本概念
4.1.2頻率特性的求取
4.2頻率特性圖示法
4.2.1頻率特性的圖示方法
4.2.2典型環節的頻率特性
4.2.3係統開環頻率特性
4.3頻域穩定性
4.3.1映射定理
4.3.2奈奎斯特穩定判據
4.3.3對數穩定判據
4.4穩定性裕量
4.5係統閉環頻率特性
4.5.1閉環頻率特性的求取
4.5.2閉環係統頻域指標
4.6由頻域特性分析係統性能
4.6.1典型二階係統
4.6.2高階係統
4.6.3用開環對數頻率特性分析係統的性能
4.6.4傳遞函數的實驗法確定
4.7用MATLAB進行頻域分析
4.7.1用MATLAB繪製係統的奈奎斯特圖
4.7.2用MATLAB繪製係統的伯德圖
習題
5控製係統的校正與設計
5.1設計與校正方法
5.1.1控製係統的性能指標
5.1.2校正裝置
5.2頻域校正
5.2.1串聯校正
5.2.2反饋校正
5.2.3復閤校正
5.3根軌跡法校正
5.3.1控製係統的根軌跡校正
5.3.2係統希望極點的位置
5.3.3根軌跡校正
5.4用MATLAB進行校正設計
習題
6控製係統反饋設計
6.1係統的能控性與能觀測性
6.1.1能控性定義及其判據
6.1.2能觀測性定義及其判據
6.1.3能控性及能觀測性標準型狀態模型
6.2狀態反饋和綫性係統的綜閤
6.2.1狀態反饋和綫性係統綜閤的概念
6.2.2狀態反饋和係統特徵值的配置
6.3係統的鎮定問題
6.4狀態觀測器
6.4.1狀態觀測器的基本思想
6.4.2全維狀態觀測器
6.4.3降維狀態觀測器
6.5帶狀態觀測器的狀態反饋控製係統的特性
6.5.1分離原理
6.5.2設計帶觀測器的狀態反饋係統
6.5.3用MATLAB設計狀態觀測器
6.6漸近跟蹤魯棒調節器
習題
7數字控製係統
7.1概述
7.2信號采樣
7.2.1采樣過程
7.2.2采樣信號的頻譜
7.3Z變換
7.3.1Z變換定義
7.3.2Z變換的求法
7.3.3Z變換的性質
7.3.4Z反變換
7.4離散係統的數學模型
7.4.1差分方程
7.4.2用Z變換解差分方程
7.4.3脈衝傳遞函數
7.5離散控製係統性能分析
7.5.1離散控製係統的穩定性分析
7.5.2離散控製係統的穩態誤差分析
7.5.3離散控製係統的動態性能分析
7.6數字控製器的設計
7.6.1數字控製器的脈衝傳遞函數
7.6.2最少拍係統的設計
7.6.3離散PID控製器
7.7離散控製係統的狀態空間描述
7.7.1將標量差分方程化為狀態空間描述
7.7.2將脈衝傳遞函數化為狀態空間描述
7.7.3離散時間係統狀態方程的求解
7.7.4綫性連續係統狀態空間錶達式的離散化
7.7.5綫性離散定常係統的能控能觀測判據
7.8用MATLAB進行數字係統分析
習題
8卡爾曼濾波與隨機控製
8.1綫性估計
8.2隨機變量與隨機過程
8.2.1概率與隨機變量
8.2.2隨機過程與相關函數
8.3綫性最小方差估計
8.3.1估計的準則
8.3.2采用配方法確定估計XL
8.3.3綫性最小方差估計的特點
8.4隨機綫性係統的數學描述
8.4.1隨機連續係統的狀態空間描述
8.4.2隨機離散係統的狀態空間描述
8.4.3由離散係統的極限情況求連續係統的狀態空間描述
8.5卡爾曼濾波的基本思想
8.5.1對簡單例子的分析
8.5.2實際情況的分析
8.5.3增益矩陣Kk的確定
8.6離散係統的卡爾曼濾波
8.6.1卡爾曼濾波原理——遞推公式
8.6.2卡爾曼濾波公式的證明
8.6.3對卡爾曼濾波公式的討論
8.7離散卡爾曼濾波的推廣
8.7.1動態噪聲和量測噪聲相關且考慮隨機控製信號時的離散卡爾曼濾波
8.7.2對綫性定常係統的狀態進行估計
8.8有色噪聲情況下綫性係統的濾波
8.8.1已知情況的處理
8.8.2求濾波遞推公式
8.9連續時間係統的卡爾曼濾波
8.9.1不考慮確定性控製信號U、動態噪聲W（t）與量測噪聲V（t）不相關的情況
8.9.2考慮有確定控製信號U、動態噪聲Wk與觀測噪聲Vk相關的情況
8.10隨機綫性係統的最優控製
習題
9最優控製
9.1最優控製的描述
9.2最優控製的變分法
9.2.1泛函與變分
9.2.2歐拉方程
9.2.3橫截條件
9.2.4變分法解最優控製問題
9.3極小值原理
9.4動態規劃
9.5綫性二次型最優控製
9.5.1有限時間狀態調節器問題
9.5.2無限時間狀態調節器問題
9.5.3輸齣調節器問題
9.5.4綫性跟蹤器問題
習題
附錄
附錄A常用函數拉普拉斯變換對照錶
附錄B拉普拉斯變換基本定理
附錄CZ變換錶
附錄DMATLAB函數
部分習題參考答案
參考文獻
· · · · · · (收起)