现代控制理论的人民邮电出版社教材
我当时学用的是刘豹的《现代控制理论》，跟你遇到的问题一样，其实国内的教材就是这样，大家互相抄来抄去……教你个很简单的方法，看看教材后面的参考文献，其中的外文书籍都是很详细的，那才是经典教材。
1、现代控制理论的学习策略
俗话说的好，兴趣是最好的老师。然而从状态空间表达式开始，就从没有离开过大量复杂的数学公式和生硬的理论，这些内容是十分生硬枯燥的，记得自己看书的时候经常看着看着就犯困了。
首先，必须有较好的数学基础。由于现代控制理论这门课里面有大量的数学公式和数学推导过程，没有扎实的饿数学基础显然是学不好这门课的。只有理解数学表达式的含义之后才可能对理论有更深层次的理解。
其次，基于自己的专业背景，要结合自己所在课题组的研究项目，在学习过程中尽可能的把课堂上学习到的知识技能应用到课题项目中来。这样无疑可以更好地、更有目的性的学习该门课程。
最后，再学习过程中要注重控制工程的背景和意义，不用过于追究理论推导，突出现代控制理论中基本概念、性质的工程含义。例如，可以利用能量的增加或衰减来分析系统的稳定性，从而引出了反映系统能量的李雅普诺夫函数概念；通过分析影响系统性能的因素，归纳出系统的极点是影响系统稳定性和动态性能的关键，从而提出极点配置的控制问题等。
2、现代控制理论的学习方法
首先，学习现代控制理论要有选择性。由于在本科期间已经学习过了机械工程控制这门课，并且现代控制理论课程的课时也不多有必要有选择性的重点学习一些与平时科研项目相关的内容。以自己为例，所在实验室主要从事的机电一体化的研发工作，控制理论是必不可少的一门基础课程，在学习较为熟悉的控制应用案例和问题（如PLC、PID控制等）时，需要从这些控制现象、需求的分析入手，逐渐进入到问题的物理本质和在现代控制中的描述与求解方法，从而建立起机械工程中的实际控制问题与现代控制理论的关联。在学习过程中，通过所提出机械控制问题的系统深化，揭示这些表面上独立的理论学习内容之间的必然联系和规律，这样可以帮助发现隐含在这些基本概念、方法背后的问题求解模式，从而使所学知识结合到课题中的实践去。
其次，要用数学数学建模的方法来解决现代控制理论的实际问题。对现代控制理论来说,首先遇到的问题是将实际系统抽象为数学模型,有了数学模型,才能有效地去研究系统的各个方面。许多机电系统、经济系统、管理系统常可近似概括为线性系统。线性系统和力学中质点系统一样,是一个理想模型,理想模型是研究复杂事物的主要方法,是对客观事物及其变化过程的一种近似反映。现代控制论从自然和社会现象中抽象出的理想模型,用状态空间方法表示,再作理论上的探讨。
最后，在学习现代控制理论这门课时，要沿着逻辑思路,逐步深入理解,而不是仅仅注重思维的结果，在学习中还不断提出“疑团”,然后去寻求解答。比如,一些定理的逆命题是否成立? 成立就证明,否则举反例。若不成立,则加什么条件可使之成立。有些定理只说“存在”,是否“唯一”等等。从而使读者的思维不致被书本禁锢起来,不仅能学习真理,力争要发
展真理。从而,逐步熟悉和掌握一定的学习方法,也就是在实践中学习方法论。这一点对研究生来说是非常重要的。
3、现代控制理论的学习心得
时间过得很快，转眼之间一学期快要结束了，对于现代控制理论这门课程的学习也接近了尾声。在学习这门课的过程当中，感觉需要深入理解教材中所说的应用条件的限制,不能不考虑条件,生搬硬套地去运用理论。只有对基本概念、基本原理真正了解了,掌握住各个概念所处的位置和它们之间的区别,才能把它们真正纳入自己的知识结构中来。在人一生的学习中,必须逐步培养一种正确的学习方法,才能通过自己的深入体会,加深对教材的真正理解。特别是概念的外延和内涵,不能随意扩大或缩小,否则会在运用公式定理去解答复杂问题时出现错误。
现代控制理论 （建立在状态空间法基础上的一种控制理论）
建立在状态空间法基础上的一种控制理论，是自动控制理论的一个主要组成部分。在现代控制理论中，对控制系统的分析和设计主要是通过对系统的状态变量的描述来进行的，基本的方法是时间域方法。现代控制理论比经典控制理论所能处理的控制问题要广泛得多，包括线性系统和非线性系统，定常系统和时变系统，单变量系统和多变量系统。它所采用的方法和算法也更适合于在数字计算机上进行。现代控制理论还为设计和构造具有指定的性能指标的最优控制系统提供了可能性。
书 名 现代控制理论 丛 书 名 21世纪高等院校电气工程与自动化规划教材 标准书号 ISBN 978-7-115-27968-2 责任编辑 印 张 15.25 字 数 392 千字 页 数 238 页 装 帧 平装 版 次 第1版第1次 初版时间 2012年7月 本 印 次 2012年7月 首 印 数 -- 册 定 价 32.00 元 绪论 1 0.1 控制理论的发展历程 1 0.2 现代控制理论的性质和基本概念 4 0.3 现代控制理论在电力系统中的应用 5 0.4 本书研究的主要内容和特点 7
第1章 线性系统的状态空间模型 8 1.1 状态空间模型的基本概念 8 1.2 线性系统的状态空间模型 11 1.2.1 电路系统状态空间模型表达式 11 1.2.2 力学系统状态空间模型表达式 13 1.2.3 机电系统状态空间模型表达式 14 1.2.4 化工过程状态空间模型表达式 15 1.3 从微分方程模型推导状态空间表达式 16 1.3.1 由微分方程求状态空间表达式 16 1.3.2 由传递函数求状态空间表达式 19 1.3.3 传递函数矩阵及其最小实现 24 1.4 利用MATLAB进行系统模型间的相互转换 26 1.4.1 由传递函数到状态空间表达式的转换 27 1.4.2 由状态空间表达式到传递函数的转换 28 1.5 由控制系统的结构图导出状态空间表达式 30 1.6 线性变换 31 1.6.1 系统状态的线性变换 32 1.6.2 系统特征值和特征向量 33 1.6.3 把状态方程变换为对角标准型 34 1.6.4 把状态方程变换为约当标准型 36 1.7 离散时间系统的状态空间表达式 39 本章小结 40 习题 40
第2章 线性定常系统的运动分析 43 2.1 线性定常连续系统齐次状态方程的解 43 2.2 状态转移矩阵的性质 45 2.3 几个特殊的状态转移矩阵 47 2.4 状态转移矩阵的计算 50 2.4.1 直接计算法 50 2.4.2 线性变换法 51 2.4.3 拉普拉斯变换法 58 2.4.4 Caley-Hamilton定理法 60 2.5 线性定常连续系统非齐次状态方程的解 64 2.5.1 直接法 64 2.5.2 拉普拉斯变换法 66 2.6 利用MATLAB求解系统的状态方程 68 2.7 线性定常离散系统状态方程的解 71 2.7.1 线性定常连续系统动态方程的离散化 71 2.7.2 递推法(迭代法) 75 2.7.3 z变换法 77 本章小结 78 习题 79
第3章 线性系统的可控性与可观性 83 3.1 线性定常连续控制系统的可控性 83 3.1.1 可控性定义 83 3.1.2 可控性判据 84 3.2 线性定常连续控制系统的可观性 89 3.2.1 可观性定义 90 3.2.2 可观性判据 91 3.3 可控标准型和可观标准型 94 3.3.1 单输入系统的可控标准型 94 3.3.2 单输出系统的可观标准型 97 3.4 对偶原理 100 3.5 线性定常离散控制系统的可控可观性 101 3.5.1 离散系统可控性 101 3.5.2 离散系统可观性 102 3.6 线性定常控制系统的结构分解 105 3.6.1 按可控性结构分解 106 3.6.2 按可观性结构分解 108 本章小结 110 习题 110
第4章 线性时不变系统的综合与设计 113 4.1 极点配置问题 113 4.1.1 状态反馈与极点配置 113 4.1.2 闭环极点任意配置的条件 114 4.1.3 极点配置的算法 116 4.2 状态观测器设计 122 4.2.1 开环状态观测器 122 4.2.2 闭环全维状态观测器 123 4.2.3 降维状态观测器 125 4.3 利用状态观测器构成状态反馈闭环系统 129 4.3.1 系统的结构与数学模型 130 4.3.2 闭环系统的基本特性 131 4.3.3 具有降阶观测器的状态反馈控制系统 134 4.4 基于MATLAB的系统综合 136 4.4.1 常用函数指令 136 4.4.2 应用举例 136 本章小结 140 习题 140
第5章 控制系统的李雅普诺夫稳定性分析 143 5.1 李雅普诺夫关于稳定性的定义 143 5.1.1 控制系统的平衡状态 143 5.1.2 李雅普诺夫意义下的稳定性定义 144 5.2 李雅普诺夫第一方法 146 5.2.1 线性系统的稳定性判据 147 5.2.2 非线性系统的稳定性 148 5.3 李雅普诺夫第二方法 150 5.3.1 预备知识 151 5.3.2 几个稳定性判据 152 5.4 线性定常系统的李雅普诺夫稳定性分析 155 5.4.1 线性定常连续系统的稳定性分析 155 5.4.2 线性定常离散系统的稳定性分析 157 5.5 非线性系统的李雅普诺夫稳定性分析 159 5.5.1 李雅普诺夫第二方法在非线性系统中的应用 159 5.5.2 基于李雅普诺夫第二方法的非线性系统分析 160 5.5.3 非自治系统的李雅普诺夫分析 162 本章小结 163 习题 164
第6章 最优控制 166 6.1 最优控制问题的基本概念 166 6.1.1 目标函数 166 6.1.2 约束条件 168 6.2 变分法 168 6.2.1 变分法的基本概念 169 6.2.2 变分法在最优控制中的应用 170 6.3 极小值原理 180 6.3.1 极小值原理在连续系统中的应用 180 6.3.2 极小值原理在离散系统中的应用 181 6.4 动态规划法 183 6.4.1 动态规划法在离散系统中的应用 184 6.4.2 动态规划法在连续系统中的应用 186 6.5 线性二次型最优控制问题及MATLAB解法 189 6.6 离散系统线性二次型最优控制 193 本章小结 198 习题 198
第7章 非线性时不变控制系统分析 201 7.1 非线性系统概述 201 7.1.1 非线性系统的特征 202 7.1.2 非线性系统的主要研究方法 202 7.2 输入输出稳定性 205 7.2.1 Lp稳定性 206 7.2.2 状态模型的Lp稳定性 206 7.3 输入-状态稳定性 207 7.3.1 定义及稳定条件 207 7.3.2 输入-状态稳定性与L∞稳定的关系 208 7.4 非线性系统的可控性与可观性 209 7.4.1 局部可控性 209 7.4.2 局部可观性 211 7.5 无源性概念 212 7.6 小增益定理 215 本章小结 216 习题 216
第8章 非线性时不变控制系统设计 218 8.1 反馈线性化 218 8.1.1 反馈线性化的直观概念 218 8.1.2 反馈线性化的条件 222 8.1.3 反馈线性化的局限性 223 8.2 滑模控制方法 223 8.2.1 引例 223 8.2.2 滑模控制器设计 226 8.2.3 稳定性 228 8.3 反步设计法 230 8.3.1 基于反步法的控制器设计 230 8.3.2 自适应反步设计法 232 8.3.3 基于观测器的反步设计法 234 本章小结 235 习题 235
参考文献 238
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