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现代控制理论

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《现代控制理论》是自动化、电气工程等专业的核心课程，以状态空间法为基础，致力于解决多变量、非线性及时变系统的分析与控制问题。课程围绕系统状态空间建模、能控性与能观性分析、李雅普诺夫稳定性理论展开，重点培养学生掌握状态空间表达式的建立、状态转移矩阵的求取，能控性能观测性判据、状态反馈控制、极点配置、状态观测器设计等现代控制方法。通过本课程的学习，学生将建立起对复杂动态系统进行建模、分析与控制器设计的系统化能力，为机器人、航空航天、智能制造等领域的深入研究和工程应用奠定坚实的理论基础。

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第一章控制系统的数学模型

1.1 状态空间表达式

1.2 由微分方程求状态空间表达式

1.3 传递函数矩阵

1.4 离散系统的数学描述

第二章线性控制系统的运动分析

2.1 线性定常系统齐次状态方程的解

2.2 状态转移矩阵

2.3 线性定常系统非齐次状态方程的解

2.4 线性时变系统的运动分析

2.5 线性系统的脉冲响应矩阵

2.6 线性连续系统方程的离散化

第三章控制系统的能控性和能观测性

3.1 引言

3.2 能控性及其判据

3.3 能观测性及其判据

3.4 离散系统的能控性和能观测性

3.5 对偶原理

3.6 能控标准形和能观测标准形

3.7 能控性、能观测性与传递函数的关系

3.8 系统的结构分解

第四章控制系统的稳定性

4.1 引言

4.2 李亚甫诺夫意义下稳定性的定义

4.3 李亚甫诺夫第二法

4.4 线性连续系统的稳定性

4.5 线性定常离散系统的稳定性

第五章线性定常系统的综合

5.1 引言

5.2 状态反馈和输出反馈

5.3 状态反馈系统的极点配置

5.4 输出反馈系统的极点配置

5.5 状态反馈镇定问题

5.6 状态重构和状态观测器

郭春花

郭春花，1985年2月出生，工学硕士，高级工程师。

2006年毕业于东北林业大学电气工程及其自动化专业

2009年毕业于江西理工大学控制理论与控制工程专业，研究方向为人工智能算法。

曾在哈尔滨供排水集团从事工业DCS系统设计与管理工作十余年，精通艾默生OVATION控制系统与西门子PCS7控制系统，多次主持智慧水厂升级改造项目，有效推动智慧水厂建设。

后加入通用技术集团机床研究院，做为项目负责人主持多项通用技术集团十四五规划项目的研发，主要研究方向为EtherCAT总线技术在高精度测量仪器上的应用，其团队研发的具有EtherCAT总线接口的高精度数字式三维扫描测头弥补了国内空白。

第一章控制系统的数学模型

1.1 状态空间表达式

完