現(xiàn)代控制理論是建立在狀態(tài)空間法基礎上的一種控制理論與方法，是自動控制理論的一個重要組成部分。本書反映現(xiàn)代控制理論的發(fā)展和趨勢，以加強基礎、突出思維和培養(yǎng)能力為原則，詳細介紹了基于狀態(tài)空間模型的線性系統(tǒng)分析和綜合方法，包括控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述、線性系統(tǒng)的運動分析、線性系統(tǒng)的能控性與能觀性、穩(wěn)定性理論與李雅普諾夫方法、線性時不變系統(tǒng)的綜合和控制方法。在此基礎上，還給出了MATLAB仿真算例和工程應用案例，便于讀者用MATLAB軟件解決控制系統(tǒng)的分析和設計問題。
本書可作為高等學校自動化專業(yè)本科生教材，也可作為其他相關專業(yè)本科生或控制科學與工程學科研究生及相關領域工程技術人員的參考書。
★本書是作者在總結十余年教學經(jīng)驗的基礎上，參考已出版的同類教材編寫而成，反映了當前技術發(fā)展的主流和趨勢。
★給出了相應的MATLAB函數(shù)和工程應用舉例，便于讀者利用MATLAB軟件來培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。
★課程思政引入教學課件中，每章節(jié)開頭思政引領，精選引語和提供導讀。通過課程思政與教學內容的融合，培養(yǎng)學生愛國奉獻的科學精神和愛國情懷。
教材是學校教育教學、推進立德樹人的關鍵要素，是國家意志和社會主義核心價值觀的集中體現(xiàn)，是解決培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人、為誰培養(yǎng)人這一根本問題的核心載體。隨著科學技術的快速發(fā)展和高等教育改革的深入，為實現(xiàn)兼顧課程思政與工程教育雙重要求，本書編者在原有版本基礎上對第1版教材進行修訂和優(yōu)化。
修訂的主要內容包括：
1）由于教學計劃的調整，課程授課學時減少，為適應新的教學大綱和教學計劃要求，將第1版35節(jié)中的能控標準Ⅱ型和能觀標準Ⅰ型、54節(jié)解耦控制、62節(jié)狀態(tài)估計與卡爾曼濾波、63節(jié)系統(tǒng)辨識和64節(jié)自適應控制相關內容刪除。
2）為了更好地幫助學生梳理章節(jié)內容，提取知識重點、課程難點和能力要求，在每章的開始和結尾處分別增加了學習目標和本章要點。
3）將課程思政引入教學課件中，每章節(jié)開頭思政引領，精選引語和提供導讀。通過課程思政與教學內容的融合，培養(yǎng)學生愛國奉獻的科學精神和愛國情懷。
4）新版教材提供了豐富的數(shù)字化教學資源，包括教學大綱、教學課件、高質量教學視頻、課后練習答案等，教學微課以二維碼形式在書中相應位置出現(xiàn)，隨掃隨學。另外，與本書配套的數(shù)字課程現(xiàn)代控制理論在愛課程平臺（https://wwwicourse163org/course/CHD-1461786182?from=searchPage&outVendor=zw_mooc_pcssjg_）和智慧樹平臺（https://coursehomezhihuishucom/courseHome/1000000483）上線，讀者可以登錄相關平臺進行在線學習。
修訂后本書以狀態(tài)空間法為基礎，系統(tǒng)闡述了現(xiàn)代控制理論的基本原理及其分析綜合方法，主要內容包括線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述、線性系統(tǒng)的運動分析、線性系統(tǒng)的能控性和能觀測性、李雅普諾夫穩(wěn)定性分析以及線性系統(tǒng)的狀態(tài)綜合等。在此基礎上，簡單介紹了狀態(tài)估計與卡爾曼濾波的基本理論與內容，以開闊學生視野，為學生在研究生階段的進一步學習打下基礎。
在編寫方法上，仍保持第1版的特色。突出現(xiàn)代控制理論的物理概念和工程背景，并在每一章節(jié)的后給出對應的MATLAB仿真算例，加強學生系統(tǒng)分析、工程設計與實踐能力的培養(yǎng)。本書論述清楚，基本概念、定理和定義等敘述準確、易懂，定理證明嚴密、規(guī)范，可讀性好，便于自學。
本書由長安大學閆茂德教授、胡延蘇副教授和西北工業(yè)大學高昂副教授共同編寫。其中，閆茂德編寫了緒論、第4章和第5章；高昂編寫了第2章和第6章；胡延蘇編寫了第1章和第3章。全書由閆茂德教授整理定稿。
由于編者水平有限，書中難免有遺漏和不當之處，敬請廣大讀者批評指正。
第2版前言
第1版前言
緒論
01控制理論的發(fā)展回顧
02現(xiàn)代控制理論的研究范圍及其分支
03經(jīng)典控制理論與現(xiàn)代控制理論的研究與比較
04設計一個控制系統(tǒng)的基本步驟
05MATLAB仿真平臺
06本書的內容和特點
第1章控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述
11狀態(tài)空間的基本概念
111系統(tǒng)的基本概念
112系統(tǒng)數(shù)學描述的基本概念
113系統(tǒng)狀態(tài)描述的基本概念
12控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達式
121狀態(tài)空間表達式
122狀態(tài)空間表達式的一般形式
123狀態(tài)空間表達式的向量結構圖
124狀態(tài)空間表達式的模擬結構圖
13控制系統(tǒng)狀態(tài)空間表達式的建立
131由系統(tǒng)框圖建立狀態(tài)空間表達式
132由機理法建立狀態(tài)空間表達式
133由傳遞函數(shù)或微分方程建立狀態(tài)空間表達式
14線性系統(tǒng)的傳遞函數(shù)矩陣
141由狀態(tài)空間表達式求傳遞函數(shù)矩陣
142組合系統(tǒng)的傳遞函數(shù)矩陣
15線性系統(tǒng)的數(shù)學模型變換
151線性變換
152系統(tǒng)特征值與特征向量
153通過線性變換將狀態(tài)空間表達式化為規(guī)范型
154傳遞函數(shù)的并聯(lián)型實現(xiàn)
16離散系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述
161離散系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達式
162由差分方程建立狀態(tài)空間表達式
163由離散系統(tǒng)狀態(tài)空間表達式求脈沖傳遞函數(shù)矩陣
17非線性系統(tǒng)近似（局部）線性化后的狀態(tài)空間表達式
18MATLAB在系統(tǒng)數(shù)學模型中的應用
181線性系統(tǒng)的數(shù)學模型
182傳遞函數(shù)模型與狀態(tài)空間模型的相互轉換
183線性系統(tǒng)的線性變換
19本章要點
習題
第2章線性系統(tǒng)的運動分析
21線性定常系統(tǒng)狀態(tài)方程的解
211齊次狀態(tài)方程的解
212狀態(tài)轉移矩陣的運算性質
213狀態(tài)轉移矩陣的計算方法
214非齊次狀態(tài)方程的解
22線性時變系統(tǒng)狀態(tài)方程的解
221齊次狀態(tài)方程的解
222狀態(tài)轉移矩陣的運算性質
223狀態(tài)轉移矩陣的計算方法
224非齊次狀態(tài)方程的解
23線性離散系統(tǒng)狀態(tài)方程的解
231迭代法
232Z變換法
24線性連續(xù)系統(tǒng)的離散化
241線性定常連續(xù)系統(tǒng)的離散化
242線性時變連續(xù)系統(tǒng)的離散化
243近似離散化
25MATLAB在線性系統(tǒng)動態(tài)分析中的應用
251MATLAB求解線性定常系統(tǒng)的狀態(tài)轉移矩陣
252MATLAB求解定常系統(tǒng)的時間響應
253MATLAB變換連續(xù)狀態(tài)空間模型為離散狀態(tài)空間模型
26本章要點
習題
第3章線性系統(tǒng)的能控性與能觀性
31線性連續(xù)系統(tǒng)的能控性
311線性連續(xù)系統(tǒng)能控性定義
312線性定常連續(xù)系統(tǒng)的能控性判據(jù)
313線性時變連續(xù)系統(tǒng)的能控性判據(jù)
32線性連續(xù)系統(tǒng)的能觀性
321線性連續(xù)系統(tǒng)能觀性定義
322線性定常連續(xù)系統(tǒng)的能觀性判據(jù)
323線性時變連續(xù)系統(tǒng)的能觀性判據(jù)
33線性離散系統(tǒng)的能控性和能觀性
331線性離散系統(tǒng)能控性定義
332線性定常離散系統(tǒng)能控性判據(jù)
333線性離散系統(tǒng)能觀性定義
334線性定常離散系統(tǒng)能觀性判據(jù)
34線性系統(tǒng)能控性和能觀性的對偶關系
341對偶系統(tǒng)
342對偶原理
35能控規(guī)范型與能觀規(guī)范型
351單輸入系統(tǒng)的能控規(guī)范型
352單輸出系統(tǒng)的能觀規(guī)范型
36線性系統(tǒng)的結構分解
361按約當規(guī)范型分解
362按能控性分解
363按能觀性分解
364按能控能觀性分解
37傳遞函數(shù)矩陣的實現(xiàn)問題
371實現(xiàn)問題的基本概念
372系統(tǒng)的規(guī)范型實現(xiàn)
373傳遞函數(shù)矩陣的小實現(xiàn)
38傳遞函數(shù)矩陣與能控性和能觀性的關系
39MATLAB在系統(tǒng)能控性和能觀性分析中的應用
310本章要點
習題
第4章穩(wěn)定性理論與李雅普諾夫方法
41穩(wěn)定性基本概念
411外部穩(wěn)定性
412內部穩(wěn)定性
413外部穩(wěn)定性與內部穩(wěn)定性的關系
42李雅普諾夫穩(wěn)定性的基本概念
421平衡狀態(tài)
422范數(shù)
423李雅普諾夫穩(wěn)定性的定義
43李雅普諾夫間接法
431線性系統(tǒng)的穩(wěn)定判據(jù)
432非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定判據(jù)
44李雅普諾夫直接法
441李雅普諾夫直接法的基本思想
442二次型函數(shù)及其定號性
443李雅普諾夫穩(wěn)定性定理
45李雅普諾夫直接法在線性時不變系統(tǒng)中的應用
451連續(xù)系統(tǒng)的李雅普諾夫穩(wěn)定性分析
452離散系統(tǒng)的李雅普諾夫穩(wěn)定性分析
46李雅普諾夫直接法在線性時變系統(tǒng)中的應用
461連續(xù)系統(tǒng)的李雅普諾夫穩(wěn)定性分析
462離散系統(tǒng)的李雅普諾夫穩(wěn)定性分析
47李雅普諾夫直接法在非線性系統(tǒng)中的應用
471雅可比（Jacobian）矩陣法
472變量梯度法
48MATLAB在系統(tǒng)穩(wěn)定性分析中的應用
49本章要點
習題
第5章線性時不變系統(tǒng)的綜合
51線性時不變系統(tǒng)反饋控制的結構及特性
511狀態(tài)反饋
512輸出反饋
513從輸出到狀態(tài)向量導數(shù)x·的反饋
514動態(tài)補償器
515反饋控制對系統(tǒng)能控性和能觀性的影響
52閉環(huán)極點配置
521采用狀態(tài)反饋
522采用輸出反饋
523采用從輸出到狀態(tài)向量導數(shù)x·的反饋
53系統(tǒng)鎮(zhèn)定問題
54漸進跟蹤與干擾抑制問題
541具有輸入變換的跟蹤控制
542具有干擾抑制
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