Chi-Tsong Chen《Linear System Theory and Design》

内容简介

       本书对线性系统理论的基础内容作了循序渐进的阐述，内容精炼、重点突出、论证严谨、可读性好，强调基础理论与工程应用的有机结合。全书共9章，内容包括：学科领域的发展简史；系统的概念、原理及描述方法；数学基础；线性系统的运动分析、实现理论及其计算机运算和实际工程实现问题分析；系统的稳定性理论；能控性和能观性分析，揭示认识系统和设计系统的可能性；具有现实意义的zui小实现和多项式互质分式理论；基于状态空间模型的控制器估计器的系统设计方法；基于传递函数矩阵多项式分式的系统综合方法。本书理论证明和验算验证相结合，例题和习题设计新颖，注重对基本问题的深入理解，结合MATLAB程序设计，巩固理论知识并加强工程实用性。

       本书可作为高等学校电气自动化专业高年级本科生及非自动化专业（如电子类、机电类、航空类、仪器类及生物信息类等）研究生“线性系统理论”课程的教材和参考书，也可供相关科研人员及工程技术人员参考

目录

第1章   绪论1

   1.1   引言1

   1.2   概论2

第2章   系统的数学描述5

   2.1   引言5

   2.2   因果性、集总性和时不变性6

   2.3   线性时不变系统9

   2.4   线性时变系统16

   2.5   RLC电路——对比多种数学描述17

   2.6   机械和液压系统26

   2.7   正则有理传递函数33

   2.8   离散时间线性时不变系统35

   2.9   小结41

第3章   线性代数48

   3.1   引言48

   3.2   基、表示和标准正交化49

   3.3   线性代数方程53

   3.4   相似变换58

   3.5   对角型和约当型59

   3.6   方阵函数66

   3.7   Lyapunov方程74

   3.8   一些有用公式75

   3.9   二次型和正定性76

   3.10   奇异值分解80

   3.11   矩阵的范数82

第4章   状态空间的解和实现89

   4.1   引言89

   4.2   连续时间LTI状态空间方程的通解90

   4.3   连续时间状态空间方程的计算机运算96

   4.4   等价状态空间方程101

   4.5   实现109

   4.6   线性时变（LTV）方程的解118

   4.7   等价时变方程123

   4.8   时变实现126

第5章   稳定性133

   5.1   引言133

   5.2   LTI系统的输入输出稳定性133

   5.3   离散时间情形141

   5.4   内部稳定性146

   5.5   Lyapunov定理148

   5.6   LTV系统的稳定性153

第6章   能控性和能观性160

   6.1   引言160

   6.2   能控性161

   6.3   能观性169

   6.4   Kalman分解174

   6.5   约当型方程的能控能观条件180

   6.6   离散时间状态空间方程184

   6.7   采样后的能控性187

   6.8   LTV状态方程191

第7章   最小实现和互质分式199

   7.1   引言199

   7.2   互质性的含义200

   7.3   计算互质分式209

   7.4   平衡实现214

   7.5   基于Markov参数的实现217

   7.6   传递矩阵的次数222

   7.7   最小实现——矩阵情形223

   7.8   矩阵多项式分式226

   7.8   .1   列既约和行既约228

   7.8   .2   计算矩阵互质分式230

   7.9   基于矩阵互质分式的实现236

   7.10基于矩阵Markov参数的实现241

   7.11小结242

第8章   状态反馈和状态估计器246

   8.1   引言246

   8.2   状态反馈247

   8.3   调节器问题和跟踪问题256

   8.4   状态估计器262

   8.5   基于估计器的状态反馈267

   8.6   状态反馈——MIMO情形269

   8.7   状态估计器——MIMO情形276

   8.8   基于估计器的状态反馈——MIMO情形277

第9章   极点配置和模型匹配281

   9.1   引言281

   9.2   预备知识——系数匹配282

   9.3   单位反馈结构——极点配置286

   9.4   可实施的传递函数296

   9.5   MIMO单位反馈系统308

   9.6   MIMO模型匹配——双参数结构321