课程简介
20世纪50年代中期，随着空间技术的迅速兴起，出现了一系列经典控制理论难以解决的控制问题，从而推动现代控制理论的发展，并逐渐形成控制系统中新的理论体系。
本课程以状态空间法为基础阐述了现代控制理论的基本原理以及其分析和综合的方法。共分为五个部分，内容包括线性系统的状态空间描述、线性系统的运动分析、线性系统的能控性和能观测性、李雅普诺夫稳定性分析以及线性系统的状态综合。通过建立各类典型系统的数学模型，特别是状态空间模型，掌握分析各类系统模型的方法，并且能够通过状态反馈、极点配置和状态观测器构造等方法，进行复杂系统的综合与设计，从而培养学生从事控制系统分析和研究的能力。
课程大纲
绪论
1.1 控制理论的发展回顾
1.2 现代控制理论的研究范围及分支
1.3 经典控制理论与现代控制理论的研究与比较
1.4 本书的内容和特点
控制系统的状态空间表达式
2.1 状态空间的基本概念
2.2 控制系统的状态空间表达式
2.3 控制系统状态空间表达式的建立
2.4 线性系统的数学模型变换
2.5 线性系统的传递函数阵
2.6 非线性系统局部线性化后的状态空间表达式
控制系统状态表达式的解
3.1 线性定常系统状态方程的解
3.2 离散时间系统状态方程的解
3.3 连续状态方程的离散化
线性控制系统的能控性和能观性
4.1 能控性和能观性的基本概念
4.2 线性系统能控性和能观性判据
4.3 线性系统能控性和能观性的对偶关系
4.4 能控标准型和能观标准型
4.5 线性系统的结构分解
4.6 传递函数阵的实现问题
稳定性与李亚普诺夫方法
5.1 稳定性基本概念
5.2 李雅普诺夫稳定性
5.3 李雅普诺夫间接法
5.4 李雅普诺夫直接法
5.5 李雅普诺夫稳定性的应用
线性定常系统的综合
6.1 线性时不变系统反馈控制的结构及特性
6.2 闭环极点配置
6.3 系统镇定问题
6.4 状态观测器
6.5 带状态观测器的状态反馈系统
1.1 控制理论的发展回顾
1.2 现代控制理论的研究范围及分支
1.3 经典控制理论与现代控制理论的研究与比较
1.4 本书的内容和特点
控制系统的状态空间表达式
2.1 状态空间的基本概念
2.2 控制系统的状态空间表达式
2.3 控制系统状态空间表达式的建立
2.4 线性系统的数学模型变换
2.5 线性系统的传递函数阵
2.6 非线性系统局部线性化后的状态空间表达式
控制系统状态表达式的解
3.1 线性定常系统状态方程的解
3.2 离散时间系统状态方程的解
3.3 连续状态方程的离散化
线性控制系统的能控性和能观性
4.1 能控性和能观性的基本概念
4.2 线性系统能控性和能观性判据
4.3 线性系统能控性和能观性的对偶关系
4.4 能控标准型和能观标准型
4.5 线性系统的结构分解
4.6 传递函数阵的实现问题
稳定性与李亚普诺夫方法
5.1 稳定性基本概念
5.2 李雅普诺夫稳定性
5.3 李雅普诺夫间接法
5.4 李雅普诺夫直接法
5.5 李雅普诺夫稳定性的应用
线性定常系统的综合
6.1 线性时不变系统反馈控制的结构及特性
6.2 闭环极点配置
6.3 系统镇定问题
6.4 状态观测器
6.5 带状态观测器的状态反馈系统
