线性系统理论与设计 第4版
出版时间：2019年版
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
2.5RLC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
习题42
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
3.7Lyapunov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
习题83
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
4.2.1离散化94
4.2.2离散时间LTI状态空间方程的通解95
4.3连续时间状态空间方程的计算机运算96
4.3.1实时处理99
4.3.2运放电路实施100
4.4等价状态空间方程101
4.4.1标准型105
4.4.2运放电路的幅度定标107
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
习题128
第5章稳定性133
5.1引言133
5.2LTI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
5.5Lyapunov定理148
5.6LTV系统的稳定性153
习题156
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
6.4Kalman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
6.8LTV状态方程191
习题195
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
7.2.1最小实现203
7.2.2完全表征207
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
习题243
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
8.3.1鲁棒跟踪和扰动抑制257
8.3.2镇定261
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
8.6.1循环设计270
8.6.2Lyapunov方程法272
8.6.3能控型法273
8.6.4对传递矩阵的影响275
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
习题279
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
9.3.1调节器问题和跟踪问题288
9.3.2鲁棒跟踪和扰动抑制291
9.3.3植入内模294
9.4可实施的传递函数296
9.4.1模型匹配——双参数结构301
9.4.2双参数补偿器的实施306
9.5MIMO单位反馈系统308
9.5.1调节器问题和跟踪问题317
9.5.2鲁棒跟踪和扰动抑制319
9.6MIMO模型匹配——双参数结构321
9.7小结329
习题330
参考文献334
精选习题答案336
