圖書簡介
本教材覆蓋高等學校自動化專業“自動控制原理”課程的主要內容，包括建模、分析、設計的基本概念及方法．全書分上、下冊出版．上冊主要涉及經典控制理論，包括單輸入單輸出動態系統的數學描述、時間回響、頻率回響方法、根軌跡方法、串聯校正、非線性系統、採樣系統等，但數學模型部分包括狀態空間模型及多輸入多輸出系統．下冊主要涉及狀態空間方法，包括系統的狀態空間結構分析、線性定常系統的綜合、李雅普諾夫穩定性分析、最優控制等．除習題與參考答案外，本教材附有術語索引、少量供讀者閱讀的參考文獻．
《自動控制原理（第2版）》是由清華大學出版社出版的高等學校教科書。分為上、下兩冊。下冊主要涉及狀態空間方法，包括系統的狀態空間結構分析、線性定常系統的綜合、李雅普諾夫穩定性分析、最優控制等。
目錄
下冊目錄
第7章描述函式方法與相平面方法
7.1引言
7.1.1線性系統和非線性系統
7.1.2非線性系統的某些特徵現象
7.2非線性特性的描述函式
7.2.1描述函式
7.2.2描述函式的計算
7.2.3某些典型非線性特性的描述函式
7.2.4非線性特性的串聯與並聯
7.3非線性系統的描述函式分析方法
7.3.1穩定性分析
7.3.2描述函式的負倒數特性
7.3.3自持振盪的分析與計算
7.3.4伯德圖在描述函式方法中的套用
7.4相平面
7.4.1相平面圖
7.4.2相平面圖的性質
7.4.3相軌跡的作圖方法
7.4.4奇點的分類與性質
7.4.5極限環
7.5非線性系統的相平面分析方法
7.5.1線性系統的分析
7.5.2非線性系統的分區分析方法
7.5.3非線性部件對控制系統性能的影響
7.6小結
習題
第8章採樣控制系統
8.1引言
8.2採樣與保持
8.2.1採樣過程
8.2.2理想採樣過程
8.2.3保持器
8.3z變換
8.3.1時間函式的z變換
8.3.2z變換的性質
8.3.3反z變換
8.4脈衝傳遞函式
8.4.1脈衝傳遞函式的推導
8.4.2脈衝傳遞函式的計算
8.5採樣系統的穩定性分析
8.5.1s平面與z平面之間的映射
8.5.2z平面上的穩定性分析方法
8.5.3雙線性變換
8.5.4w平面上的穩定性分析方法
8.6採樣控制系統的時間回響
8.6.1閉環極點與衝激回響的關係
8.6.2採樣系統的瞬態回響指標
8.6.3採樣系統的穩態回響
8.6.4修正的z變換
8.7採樣控制系統的校正
8.7.1等效模擬校正設計方法
8.7.2數字控制器的直接設計
8.7.3數字控制器的解析設計
8.8小結
習題
第9章線性系統的結構分析
9.1引言
9.2特徵值規範型
9.2.1對角線規範型
9.2.2狀態運動模態與特徵結構
9.2.3共軛模態規範型
9.2.4循環矩陣的若爾當規範型
9.2.5非循環矩陣的若爾當規範型
9.2.6由可控或可觀規範型化特徵值規範型
9.3狀態可控性
9.3.1狀態可控性的示例
9.3.2狀態可控性的定義
9.3.3可控子空間和可控性的基本判據
9.3.4定常系統可控性的特徵值規範型判據和模態判據
9.3.5定常系統可控性的代數判據
9.3.6定常系統的可控性指數
9.4狀態可觀性
9.4.1狀態可觀性的示例
9.4.2狀態可觀性的定義
9.4.3不可觀子空間和可觀性基本判據
9.4.4定常系統可觀性的特徵值規範型判據和模態判據
9.4.5定常系統可觀性的代數判據
9.4.6定常系統的可觀性指數
9.5對偶原理
9.5.1對偶系統與對偶原理
9.5.2對偶原理的套用
9.6線性定常離散時間系統的結構分析
9.6.1離散時間系統的可控性和可達性判據
9.6.2可達性指數
9.6.3離散時間系統的可觀性和可重構性判據
9.6.4連續時間系統離散化後保持可達和可觀的條件
9.6.5單輸入系統可達性矩陣行列式的值與可達程度
9.7系統的結構分解
9.7.1線性定常系統按可控性分解
9.7.2線性定常系統按可觀性分解
9.7.3線性定常系統結構的標準分解
9.8可控規範型和可觀規範型
9.8.1單輸入系統的兩種可控規範型
9.8.2採用矩陣行列初等變換求可控規範型
9.8.3單輸出系統的兩種可觀規範型
9.8.4多輸入系統的可控規範型
9.8.5多輸出系統的可觀規範型
9.9傳遞函式矩陣中的零極點對消
9.9.1單輸入單輸出系統的零極點對消
9.9.2多輸入多輸出系統的零極點對消
9.9.3狀態可控性和可觀性的頻域判據
9.9.4輸出可控性和輸入可觀性
9.10傳遞函式矩陣的狀態空間實現
9.10.1實現和最小實現
9.10.2標量傳遞函式的實現
9.10.3傳遞函式矩陣的實現
9.10.4利用漢克爾矩陣尋找最小實現
9.11反饋控制系統的可控性和可觀性
9.11.1狀態反饋和輸出反饋
9.11.2反饋控制對可控性和可觀性的影響
9.11.3化完全可控的多輸入系統為對單一輸入分量完全
可控的系統
9.12小結
習題
第10章線性定常系統的綜合
10.1閉環系統的極點配置
10.1.1單輸入系統的極點配置
10.1.2多輸入系統極點配置的一種方法
10.1.3閉環極點配置定理
10.1.4鎮定問題
10.1.5輸入變換和穩態特性
10.2多輸入系統極點配置方法與特徵結構配置
10.2.1多輸入系統的極點配置方法
10.2.2特徵結構配置
10.2.3不完全可控系統的特徵結構配置
10.3閉環系統的解耦
10.3.1系統的可解耦性
10.3.2用逆系統方法實現閉環解耦
10.3.3解耦階常數的性質
10.3.4具有期望閉環極點的解耦系統
10.3.5解耦系統的零點
10.3.6帶輸入補償器的解耦控制
10.4狀態觀測器
10.4.1全維觀測器
10.4.2系統引入觀測器後的頻域性質
10.4.3降維觀測器
10.5帶有觀測器的反饋控制系統
10.5.1閉環系統結構及其極點可分離性
10.5.2閉環傳遞函式矩陣的零極點對消
10.5.3重構狀態反饋和帶補償器的輸出反饋的等價性
10.6有外擾時控制系統的綜合
10.6.1調節器問題
10.6.2閉環系統穩態無差的判據
10.6.3外擾狀態可直接測量時的系統綜合方法
10.6.4外擾狀態觀測器與內模原理
10.7魯棒調節器
10.7.1常值擾動下的魯棒調節器
10.7.2魯棒調節器的頻域性質
10.7.3魯棒調節器的構造
10.8小結
習題
第11章李雅普諾夫穩定性分析
11.1引言
11.1.1運動穩定性和平衡狀態
11.1.2李雅普諾夫穩定性
11.1.3李雅普諾夫第一方法
11.1.4二次型函式的定號性和西爾維斯特判據
11.2李雅普諾夫第二方法
11.2.1李雅普諾夫函式
11.2.2李雅普諾夫穩定性基本定理
11.2.3其他穩定性和不穩定性定理
11.2.4離散系統的李雅普諾夫穩定性定理
11.3吸引域
11.4李雅普諾夫方法線上性定常系統中的套用
11.4.1連續系統的李雅普諾夫方程
11.4.2離散系統的李雅普諾夫方程
11.4.3系統回響快速性的估計
11.4.4參數的最佳化設計
11.5李雅普諾夫方法在非線性系統中的套用
11.5.1克拉索夫斯基方法
11.5.2變數梯度法
11.6小結
第12章最優控制
12.1引言
12.2最優控制問題
12.2.1幾個示例
12.2.2最優控制問題的數學描述
12.3泛函和變分法
12.3.1泛函
12.3.2泛函的變分
12.3.3泛函的極值
12.3.4古典變分法
12.4變分法在最優控制中的套用
12.4.1拉格朗日問題
12.4.2波爾查問題
12.4.3最優軌線上的哈密頓函式
12.4.4離散時間系統的最優控制
12.5極小值原理及其套用
12.5.1變分法的局限性
12.5.2極小值原理的幾種具體形式
12.5.3時間最優控制問題
12.6極小值原理的證明
12.6.1兩個引理
12.6.2採用增量法的證明過程
12.7線性二次型調節器
12.7.1線性二次型問題
12.7.2有限時間狀態反饋調節器
12.7.3定常系統無限時間狀態反饋調節器
12.7.4離散系統的線性二次型狀態反饋調節器
12.7.5輸出調節器問題
12.8小結
習題
下冊部分習題參考答案
下冊名詞索引
