王孝武主编的《现代控制理论基础（第3版）》是以状态空间模型描述的系统为主进行系统分析和综合。即分析系统在输入信号作用下的运动形态以及能控性、能观测性、稳定性等系统结构特性：研究状态反馈系统的极点配置，介绍了内模原理和鲁棒性既念，实现渐近跟踪与干扰抑制的综合方法。介绍了输出反馈系统极点配置的问题以及动态输出反馈系统极点配置的方法。介绍了状态观测器及其作为状态反馈应用的设计方法。对于具有关联的多输入-多输出系统，应用状态反馈解耦的方法。在本书第6章介绍了最优控制的基本理论和方法。

本书可以作为自动化、电气工程及其自动化、计算机科学与技术、电子信息工程、测控技术与仪器等专业本科生教材，也可供从事这些领域的工程技术人员参考。

王孝武主编的《现代控制理论基础（第3版）》为“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。

本书系统地介绍了状态空间法的基本理论与基本方法，包括系统分析的方法以及为了获得希望的系统瞬态性能和稳态性能的设计方法。除此之外，本书还介绍了系统最优控制中最基本的理论和方法。

本书的内容阐述循序渐进，富有启发性；论证与实例配合紧密；注意全书各章节之间内容的衔接，注意与经典控制理论中有关内容的联系，可读性好，便于自学。

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《现代控制理论基础（第3版）》是在原高等工业学校工业自动化专业教学指导委员会规划的工业自动化专业本科生教材的基础上修订的。可作为自动化、电气工程及其自动化、计算机科学与技术、电子信息工程、测控技术与仪器等专业本科生教材，也可供从事这些领域的工程技术人员参考。

序

第3版前言

第2版前言

第1版前言

绪论1

 0.1 自动控制与控制理论1

 0.2 控制理论发展简况2

 0.3 现代控制理论的基本内容4

 0.4 本课程的基本任务4

第1章 控制系统的数学模型5

 1.1 状态空间表达式5

 1.2 由微分方程求状态空间表达式14

 1.3 传递函数矩阵20

 1.4 离散系统的数学描述26

 1.5 线性变换31

 1.6 组合系统的数学描述40

 1.7 利用MATLAB进行模型的转换44

 小结49

 习题50

第2章 线性控制系统的运动分析53

 2.1 线性定常系统齐次状态方程的解53

 2.2 状态转移矩阵55

 2.3 线性定常系统非齐次状态方程的解65

 2.4 线性时变系统的运动分析68

 2.5 线性系统的脉冲响应矩阵73

 2.6 线性连续系统方程的离散化76

 2.7 线性离散系统的运动分析79

 2.8 用MATLAB求解系统方程85

 小结87

 习题88

第3章 控制系统的能控性和能观测性91

 3.1 引言91

 3.2 能控性及其判据93

 3.3 能观测性及其判据102

 3.4 离散系统的能控性和能观测性107

 3.5 对偶原理112

 3.6 能控标准形和能观测标准形115

 3.7 能控性、能观测性与传递函数的关系119

 3.8 系统的结构分解122

 3.9 实现问题128

 3.10 MATLAB的应用136

 小结142

 习题142

第4章 控制系统的稳定性145

 4.1 引言145

 4.2 李亚甫诺夫意义下稳定性的定义148

 4.3 李亚甫诺夫第二法150

 4.4 线性连续系统的稳定性153

 4.5 线性定常离散系统的稳定性155

 4.6 有界输入-有界输出稳定157

 4.7 非线性系统的稳定性分析160

 小结167

 习题168

第5章 线性定常系统的综合171

 5.1 引言171

 5.2 状态反馈和输出反馈172

 5.3 状态反馈系统的极点配置173

 5.4 输出反馈系统的极点配置183

 5.5 状态反馈镇定问题190

 5.6 状态重构和状态观测器193

 5.7 降阶观测器198

 5.8 带状态观测器的状态反馈系统201

 5.9 渐近跟踪与干扰抑制问题206

 5.10 解耦问题214

 5.11 MATLAB的应用224

 小结231

 习题231

第6章 最优控制233

 6.1 引言233

 6.2 用变分法求解最优控制问题236

 6.3 极小值原理及其在快速控制中的应用246

 6.4 用动态规划法求解最优控制问题260

 6.5 线性状态调节器270

 6.6 线性伺服机问题280

 小结284

 习题284

部分习题参考答案288

参考文献297