Modern Control Theory

学习专业英语是数学专业本科生的必修课程。如果使用纯英文教材，学生接受起来比较困难。如果是纯粹的中文教学方式又不能与国际化现代教学的实际需要接轨。因此，本教材与现在使用的中文教材《控制理论基础》相配合，便于理科学生通过双语教学获得控制理论知识的同时，掌握必要的专业英语阅读能力。为配合本科双语教学的需要。其优点有二：其一，国外出版的英文教材《控制理论基础》难度较大，内容较深，不符合我校本科教学的需要，学生不容易接受和理解；其二，此次申报教材与正在使用的《控制理论基础》相配套呼应，也由张庆灵主编，和现在使用的中文教材内容基本相对照，能够加强数学系本科生的阅读英文文献的能力，为今后的科研工作打下良好的基础。全书内容主要包括：线性系统的数学描述、状态转移矩阵、线性系统的运动分析、线性系统的能控性和能观性、Matlab实现、系统运动的稳定性、状态反馈和输出反馈、观测器设计和控制原理等。

学习专业英语是数学专业本科生的必修课程。如果使用纯英文教材，学生接受起来比较困难。如果是纯粹的中文教学方式又不能与国际化现代教学的实际需要接轨。因此，本教材与现在使用的中文教材《控制理论基础》相配合，便于理科学生通过双语教学获得控制理论知识的同时，掌握必要的专业英语阅读能力。为配合本科双语教学的需要。其优点有二：其一，国外出版的英文教材《控制理论基础》难度较大，内容较深，不符合我校本科教学的需要，学生不容易接受和理解；其二，此次申报教材与正在使用的《控制理论基础》相配套呼应，也由张庆灵主编，和现在使用的中文教材内容基本相对照，能够加强数学系本科生的阅读英文文献的能力，为今后的科研工作打下良好的基础。全书内容主要包括：线性系统的数学描述、状态转移矩阵、线性系统的运动分析、线性系统的能控性和能观性、Matlab实现、系统运动的稳定性、状态反馈和输出反馈、观测器设计和控制原理等。

ContentsPrefaceChapter 0 Backgrounds 10.1 Development of Control Theory 10.2 Main Contents of Modern Control Theory 2Chapter 1 Mathematical Description of Systems 41.1 Example 41.2 Basic Definitions 51.3 System Descriptions 61.4 Finding State Equations from High-Differential Operator Representation . 71.4.1 Controllable Canonical Form 71.4.2 Observable Canonical Form 91.4.3 Other Special Form 91.5 Block Diagram 111.6 Transfer Function from State Space Representation 121.6.1 Definition 121.6.2 Calculation for the Transfer Function Matrix 131.7 Composite Systems 141.7.1 Tandem Connection 151.7.2 Parallel Connection 161.7.3 Feedback Connection 171.8 Equivalent Transformation 171.8.1 Equivalent Transformation of the State Space Description for LinearSystems 171.8.2 Diagonal Canonical Form and Jordan Canonical Form of the System 181.8.3 Invariance of the System Matrix and Transfer Function Matrix 201.9 Application of MATLAB in the Representation of Linear Systems 211.10 Exercises 25Chapter 2 Solutions 272.1 State Transition Matrix 272.2 Matrix Exponential 30 2.5.1 Discretization of Linear Discrete Time-Invariant Systems 412.5.2 Solutions of the Linear Discrete Time-Invariant Systems 432.6 MATLAB for Linear System Motion Analysis 432.7 Exercises 47Chapter 3 Controllability and Observability 493.1 Definitions 49 3.1.1 Controllability 50 3.1.2 Observability 503.2 Con trollability of Linear Continuous Systems 51 3.2.1 Time-Invariant Systems 51 3.2.2 Time-Varying Systems 57 3.2.3 Controllability Index 573

学习专业英语是数学专业本科生的必修课程。如果使用纯英文教材，学生接受起来比较困难。如果是纯粹的中文教学方式又不能与国际化现代教学的实际需要接轨。因此，本教材与现在使用的中文教材《控制理论基础》相配合，便于理科学生通过双语教学获得控制理论知识的同时，掌握必要的专业英语阅读能力。为配合本科双语教学的需要。其优点有二：其一，国外出版的英文教材《控制理论基础》难度较大，内容较深，不符合我校本科教学的需要，学生不容易接受和理解；其二，此次申报教材与正在使用的《控制理论基础》相配套呼应，也由张庆灵主编，和现在使用的中文教材内容基本相对照，能够加强数学系本科生的阅读英文文献的能力，为今后的科研工作打下良好的基础。全书内容主要包括：线性系统的数学描述、状态转移矩阵、线性系统的运动分析、线性系统的能控性和能观性、Matlab实现、系统运动的稳定性、状态反馈和输出反馈、观测器设计和控制原理等。