現代控制理論與工程

第1章 概述1.1現代控制理論的基本概念
1.1.1自動控制理論的發展
1.1.2現代控制理論的基本概念
1.2現代控制理論的基本內容
1.3自動控制系統
1.3.1控制系統的概念
1.3.2開環控制系統與閉環控制系統
1.4自動控制系統的類型
1.5自動控制系統的標准
1.5.1對控制系統的要求
1.5.2典型輸入信號
1.5.3控制系統的性能指標
本章小結
習題

第2章 線性控制系統的狀態空間
描述2.1狀態空間描述的概念
2.1.1基本概念
2.1.2被控過程的狀態空間描述
2.1.3系統狀態空間描述的特點
2.2系統的時域描述轉化為狀態空間描述
2.3系統的頻域描述轉化為狀態空間描述
2.4應用MATLAB的系統狀態空間描述
本章小結
習題

第3章 控制系統狀態空間的特性
3.1狀態轉移矩陣及狀態方程的求解
3.1.1狀態轉移矩陣
3.1.2狀態轉移矩陣的求解
3.1.3狀態轉移矩陣的性質
3.2線性系統非齊次狀態方程的求解
3.2.1線性系統非齊次狀態方程的求解
3.2.2伴隨方程
3.3系統的脈沖響應
3.3.1脈沖響應
3.3.2脈沖響應的不變性
3.4系統的能控性和能觀測性
3.4.1系統的能控性
3.4.2系統的能觀測性
3.4.3能控性、能觀測性與傳遞函數的關系
3.4.4能控性和能觀測性之間的對偶原理
3.5能控標准形和能觀測標准形
3.5.1能控標准形的變換
3.5.2能觀測標准形的變換
3.6狀態反饋與狀態觀測器
3.6.1系統的狀態反饋
3.6.2系統的極點配置
3.6.3狀態觀測器
本章小結
習題

第4章 系統的穩定性原理
4.1李亞普諾夫關於穩定性的定義
4.2根據系統矩陣A分析線性定常系統的穩定性
4.3李亞普諾夫第二法——直接法
4.3.1標量函數的正定性、負定性和不定性
4.3.2二次型函數的正定性
4.3.3李亞普諾夫直接法
本章小結
習題

第5章 最優控制
5.1最優控制的基本概念
5.2最優控制的變分法
5.2.1泛函與變分法
5.2.2用變分法求解最優控制問題
5.3極大值原理
5.4具有二次型性能指標的線性調節器問題
5.4.1二次型性能指標的最優控制
5.4.2終點時間有限的線性調節器問題
5.4.3終點狀態固定的線性調節器問題
5.4.4終點時間無限的線性調節器問題
5.5動態規划
5.5.1多步決策問題及最優性原理
5.5.2線性連續系統狀態空間表達式的離散化
5.5.3離散系統的動態規划法本章小結
習題

第6章 自適應控制系統
6.1自適應控制系統的基本概念
6.1.1自適應控制系統及類型
6.1.2自適應控制的理論問題
6.1.3自適應控制的發展和應用概況
6.2模型參考自適應控制
6.2.1局部參數優化型模型參考自適應控制系統
6.2.2李亞普諾夫穩定性理論設計模型參考自適應系統
6.3自校正自適應控制
6.3.1預測模型
6.3.2最小方差控制
6.3.3極點配置自校正控制
6.4魯棒控制
6.4.1基本概念
6.4.2H∞魯棒控制理論
6.4.3H∞優化與魯棒控制
6.4.4H∞標准控制的基本問題
本章小結
習題

第7章 最優估計
7.1概述
7.2最小二乘估計
7.3卡爾曼濾波
7.3.1基本概念
7.3.2卡爾曼濾波遞推算法
本章小結
習題

第8章 系統辨識
8.1概述
8.1.1系統辨識的概念
8.1.2系統辨識的發展概況
8.2系統辨識的基本方法
8.2.1線性定常單輸入單輸出離散系統數學模型
8.2.2脈沖響應法
8.2.3最小二乘法（LS）
8.3模式識別
8.3.1基本概念
8.3.2模式識別（分類）代表性方法
本章小結
習題

第9章 智能控制
9.1智能控制的基本概念
9.1.1專家控制系統
9.1.2模糊控制
9.1.3人工神經網絡控制系統
9.2模糊控制系統（FuzzyControl System）
9.2.1模糊控制系統的組成
9.2.2模糊控制器的工作原理
9.3人工神經網絡控制
9.3.1人工神經網絡模型
9.3.2人工神經網絡的基本工作原理
9.3.3學習算法
9.4專家系統控制
9.4.1直接專家系統控制
9.4.2間接專家系統控制
本章小結
習題

第10章 自動控制技術應用實例
10.1模糊PID控制技術在焊縫跟蹤中的應用
10.1.1焊縫跟蹤技術在工程中的應用
10.1.2焊縫跟蹤控制系統的結構
10.1.3焊縫跟蹤控制系統的步進電機驅動裝置
10.1.4自調整PID模糊控制器的設計
10.1.5焊縫跟蹤試驗及結果分析
10.2模式識別在鐵路車輛閘瓦檢測中的應用
10.2.1機器視覺及鐵路車輛閘瓦
10.2.2閘瓦在線檢測系統
10.2.3閘瓦的圖像識別
10.2.4閘瓦圖像的分割
10.2.5閘瓦測量與分析
10.3卡爾曼濾波在自動激光焊目標跟蹤控制中的應用
10.3.1激光焊接試驗系統及焊縫特征參數提取
10.3.2卡爾曼濾波焊縫預測跟蹤建模與試驗研究
10.3.3色噪聲卡爾曼濾波焊縫預測跟蹤算法
10.4系統辨識在激光焊接過程飛濺特征分析中的應用
10.4.1研究背景
10.4.2大功率盤形激光焊接試驗設計
10.4.3系統辨識在焊接過程飛濺特征分析中的應用
本章小結

參考文獻