现代控制理论基础

《现代控制理论基础》主要介绍控制系统基本理论和相关知识，包括一般控制系统状态空间描述及其表达式、线性控制系统稳定性、能观性和能控性分析、状态反馈与观测以及控制系统的最优化设计等内容。全书内容系统，概念准确、公式规范，理论结合工程实践，每章都安排了一节利用MATLAB对线性系统分析和设计和内容，实用性强。现代控制理论所包含的内容很多，范围也很广，与其他学科的交叉融合越来越强。因此，在编写本书时结合了笔者多年从事现代控制理论课程的教学实践，考虑读者的实际需要，并综合吸收国内相关优秀教材的结构体系和主要内容，反复取舍、修改、精简，最终完成。在本书内容选取、重点和难点分布、详略安排、例题和习题选择等方面，都经过了深思熟虑和长期的教学实践。本书是按照“突出基础、理论讲透、概念准确、公式规范、通俗易懂、重在应用”的宗旨进行编写的。在内容编排上突出现代控制理论的基础部分，主要体现在第2章到第6章，力求内容的完整性和严谨性。第7章对最优控制进行基本概念和基本理论的介绍，目的是拓宽学生的视野，为以后现代控制理论其他部分内容的拓展学习起到承前启后的作用。全书结构贯穿一条主线，即线性系统的状态空间描述（系统的数学建模）→系统的运动、稳定性和能控性、能观测性（系统的性能分析）→状态反馈与状态观测器设计（系统的综合与设计）→线性系统的最优控制问题（现代控制理论的主要问题）。在保持理论体系完整性的前提下，重点突出，强调基本概念、基本原理和基本方法。理论阐述力求严谨简练，不刻意追求定理证明中数学上的严密性，而是突出物理概念，力求概念准确清楚、公式符号规范。遵从认识规律，全书内容阐述力求深入浅出、层次分明、通俗易懂；使学生由浅入深、抓住重点，对线性系统理论有较全面和较深入的理解。为便于学生消化理解理论内容，各章都安排了较典型的例题和课后习题，在选题上力求理论结合工程实践，激发学生的学习兴趣。另外，从第2章开始，在每一章都安排了一节利用MATLAB软件实现相关问题的计算机辅助分析和设计的内容，有利于培养学生控制系统计算机辅助分析和设计方面的能力。本书由燕山大学组织编写，姜万录、陈刚、张生编著，姜万录编写了第1章、第6章、第7章；陈刚和姜万录共同编写了第2章、第3章；张生编写了第4章、第5章。全书由姜万录统稿并定稿。在本书成稿期间，硕士研究生张佳慧、苏晓同学参与了部分书稿的整理和部分插图的绘制工作，在此表示衷心感谢。本书编写过程中参考了多部国内相关优秀教材，在此对相关作者表示衷心感谢。由于我们的水平所限，书中错漏之处在所难免，恳请广大读者给予批评指正。本书得到了燕山大学机械工程学院研究生课程建设重点项目立项资助。编著者2018年5月于秦皇岛燕山大学

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