本书是在华中科技大学机械学院为硕士研究生开设的“现代控制工程”课程讲义的基础上精选内容、调整结构而编写成的，可作为机械电子工程和机械制造及自动化专业硕士研究生培养计划中对应“现代控制理论”课程的教材。本书以运用现代控制理论进行分析和综合，并与计算机控制技术相结合的现代控制工程系统为对象，较系统地介绍了现代控制理论的基本原理和方法。其目的是使学习者掌握现代控制工程系统的状态空间分析与综合方法，熟悉和了解最优控制与模糊控制原理及其工程应用，并为今后更进一步的学习、深造以及开展科研工作打下坚实基础。

本书面向机、电、液现代控制工程系统，介绍现代控制理论的基本原理和方法。全书共分9章，内容覆盖控制系统的建模、分析与综合三大主题。第1章为绪论，第2章到第6章介绍控制系统的状态变量法建模，控制系统的运动分析、李雅普诺夫稳定性分析、能控性与能观测性分析，以及控制系统的状态空间综合。后3章分专题介绍最优控制、模糊控制及Matlab软件在现代控制工程系统分析与综合中的应用。本书内容立足基础，面向应用，理论联系实际，有较多的工程应用实例。

本书可作为高等学校机械类和近机类研究生“现代控制理论”课程的教材，也可供从事控制领域项目开发与研究的工程技术人员学习、参考。

第1章 绪论

 1.1 控制理论的发展历程

 1.2 现代控制理论研究的主要分支

 1.3 本书的主要内容和特点

第2章 控制系统的状态变量法建模

 2.1 线性系统的状态空间模型

 2.2 状态变量法建模

 习题

第3章 控制系统的运动分析

 3.1 线性定常连续系统状态方程的求解

 3.2 状态转移矩阵的性质及计算方法

 3.3 线性离散系统状态方程的求解

 3.4 线性定常连续系统状态方程的离散化求解

 习题

第4章 控制系统的李雅普诺夫稳定性分析

 4.1 李雅普诺夫稳定性概念

 4.2 李雅普诺夫稳定性理论

 4.3 李雅普诺夫稳定性分析法在线性系统中的应用

 4.4 非线性系统的李雅普诺夫稳定性分析

 习题

第5章 控制系统的能控性和能观测性分析

 5.1 线性系统的能控性及其判别

 5.2 线性系统的能观测性及其判别

 5.3 能控性和能观测性判别的特例

 5.4 能控性和能观测性的对偶原理

 5.5 线性系统的结构分解

 5.6 能控性、能观测性与传递函数的关系

 5.7 能控标准型与能观测标准型

 习题

第6章 控制系统的状态空间综合

 6.1 反馈控制系统的基本结构与特点

 6.2 反馈控制与极点配置

 6.3 系统镇定问题

 6.4 状态观测器及其设计

 6.5 状态反馈和状态观测器的应用

 6.6 多变量解耦控制系统的综合

 习题

第7章 最优控制原理

 7.1 最优控制问题的数学描述

 7.2 求解最优控制的变分法

 7.3 极小值原理及其应用

 7.4 线性二次型最优控制

 习题

第8章 模糊控制原理及应用

 8.1 模糊控制的数学基础

 8.2 模糊自动控制原理

 8.3 模糊控制器设计

 8.4 模糊控制技术的工程应用

 习题

第9章 Matlab在现代控制系统分析与设计中的应用

 9.1 Matlab软件概述

 9.2 传递函数与状态空间模型间的转换

 9.3 状态方程的求解及动态响应仿真

 9.4 李雅普诺夫稳定性判别

 9.5 控制系统的能控性、能观测性判别与结构分解

 9.6 状态反馈系统的极点配置

 9.7 状态观测器的设计

 9.8 线性二次型最优控制器设计

参考文献