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下册457

第8章 系统的校正与设计457

章节知识框架457

教学目的与要求457

导入案例458

8.1系统校正与设计概述458

8.1.1系统校正与设计的基本步骤458

8.1.2系统校正与设计的性能指标459

8.1.3系统校正的方式、方法和控制规律460

8.2常用校正装置及其特性463

8.2.1无源校正装置463

8.2.2有源校正装置467

8.3串联校正装置的频域设计468

8.3.1超前校正的设计469

8.3.2滞后校正的设计470

8.3.3滞后一超前校正的设计472

8.4反馈校正474

8.4.1反馈校正的主要作用474

8.4.2反馈校正设计举例477

8.5复合校正478

8.5.1按输入补偿的复合校正479

8.5.2按干扰补偿的复合校正481

8.6根轨迹法在系统校正中的应用482

8.6.1用根轨迹法设计超前校正482

8.6.2用根轨迹法设计滞后校正484

8.7 MATLAB在系统校正设计中的应用487

8.7.1 MATLAB概述487

8.7.2 MATLAB相关函数介绍487

8.7.3 MATLAB在根轨迹校正设计中的应用489

8.7.4 MATLAB在频率响应校正设计中的应用492

本章小结496

习题8498

第9章 非线性控制系统的分析500

章节知识框架500

教学目的与要求500

导入案例501

9.1典型非线性特性及其对系统性能的影响501

9.2非线性控制系统的分析方法504

9.2.1相平面法505

9.2.2非线性控制系统的相平面分析512

9.2.3描述函数法517

9.2.4用描述函数法分析非线性系统523

本章小结528

习题9530

下篇 现代分析方法534

第10章 状态空间分析法534

章节知识框架534

教学目的与要求535

导入案例535

10.1系统的状态空间描述535

10.1.1系统的状态空间表达式535

10.1.2状态空间表达式的建立538

10.2系统状态方程的求解553

10.2.1连续时间系统状态方程的求解553

10.2.2离散时间系统状态方程的求解563

10.2.3线性连续时间系统的离散化567

10.2.4基于MATLAB环境下的控制系统仿真569

10.3线性控制系统的能控性和能观性571

10.3.1能控性及其判定571

10.3.2能观性及其判定575

10.3.3能控性与能观性的对偶关系578

10.3.4能控标准型与能观标准型579

10.3.5线性系统的结构分解585

10.3.6能控性和能观性与传递函数矩阵之间的关系594

10.3.7传递函数矩阵的实现596

10.3.8 MATLAB环境下的能控性与能观性分析604

10.4稳定性与李亚普诺夫方法605

10.4.1李亚普诺夫稳定性定义606

10.4.2李亚普诺夫第一法609

10.4.3李亚普诺夫第二法611

10.4.4线性系统李亚普诺夫稳定性分析617

10.4.5非线性系统李亚普诺夫稳定性分析621

10.5线性定常系统的综合629

10.5.1反馈控制系统的基本结构及其特性629

10.5.2闭环系统的极点配置631

10.5.3状态观测器及其实现646

10.5.4带观测器的状态反馈系统656

本章小结660

习题10661

第11章 最优控制668

章节知识框架668

教学目的与要求668

导入案例668

11.1概述669

11.2最优控制的变分法670

11.2.1泛函的定义670

11.2.2泛函极值的定义670

11.2.3泛函的变分671

11.2.4泛函的极值671

11.2.5端点固定时的Euler方程671

11.2.6矢量情况673

11.2.7连续系统最优控制673

11.3有约束最优控制的极小值原理674

11.4动态规划676

11.5线性二次型最优控制679

11.5.1有限时间状态调节器问题679

11.5.2无限时间输出调节器问题680

11.5.3线性定常调节器问题681

11.6应用MATLAB解线性二次型最优控制问题682

本章小结686

习题11687

8～11章部分习题参考答案688

参考文献694