《线性系统理论（第三版）上册》段广仁编著 科学出版社 2016/6/30

内容简介：

　　《线性系统理论（第三版 上册）》系统地阐述了以状态空间方法为主的线性系统的时间域理论。全书共12章：第1章介绍与《线性系统理论（第三版 上册）》密切相关的一些数学基础知识；第2章介绍线性系统的数学描述；第3～5章阐述线性系统的分析理论，分别介绍线性系统的运动分析、能控性和能观性分析以及稳定性分析；第6～10章阐述线性系统的设计理论.分别介绍线性系统的极点配置和特征结构配置、镇定与渐近跟踪、线性二次型最优控制、解耦控制、状态观测器等设计问题；第11章概括性地介绍离散线性系统理论；第12章介绍鲁棒性的概念和几个基本的鲁棒控制问题。　　《线性系统理论（第三版 上册）》结构清楚、层次分明、论述严谨、重点突出，注重基本概念、基本原理和基本方法。在内容上以基本的分析和设计问题为主，同时介绍了线性系统理论的一些新进展和作者的一些相关研究成果。《线性系统理论（第三版 上册）》可作为高等工科院校自动控制及相近专业本科高年级学生和研究生的教材，也可供广大科研工作者、工程技术人员以及高等院校教师参考或自学。

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目录：

　　《线性系统理论（第三版 上册）》：
　　（3）以现代数学为主要分析手段。古典控制理论以复变函数理论和Laplace变换为数学工具，而现代控制理论则涉及现代数学的许多领域。研究对象从单变量线性定常系统过渡到多变量系统和非线性系统，必然对分析手段提出更高的要求；系统描述从频域转为时域为现代数学的介入提供了方便条件。现代控制理论中应用较多的数学分支是矩阵代数和微分方程理论。然而在现代控制理论已经得到了极大发展的今天，许多新的分支不断涌现。早在60年代看来和控制理论根本无缘的许多数学理论现已被用于现代控制理论新分支的研究之中。李代数理论用于离散事件系统、微分几何用于非线性系统都是这方面的例子。
　　（4）以计算机为主要实现工具。我们这里所讲的“实现”，并不是指将一个系统付诸实际运行，而是指其分析和设计过程的实现。在古典控制理论中，由于研究对象简单，人们利用一些图、表通过手工即可完成分析和设计。但在现代控制理论中，单靠手工计算一般是无法完成较为复杂的研究对象的分析和设计的，而必须要利用计算机来实现分析和设计中的各种计算。目前，以计算机为主要工具，以现代控制理论为依据的一个现代控制理论分支一控制系统计算机辅助设计（CSCAD）已经日趋完善，并在实际中得到了重要的应用。计算机用于控制系统设计除在计算上显示了其极大的优越性外，还有许多其他的优点。如在计算机上很容易修改系统的参数，因而可对各种控制方案及不同的参数组合进行充分地比较，从中选出较好的控制方案。另外借助于计算机的图形显示功能，可获得对控制系统的动态特性更加深入的直观的理解。
　　尽管古典控制理论和现代控制理论各有其特点，但两者却是密切相关的。对此我们谈及下述两个方面：
　　（1）任何事物都处于不断的发展变化之中，古典和现代控制理论从产生到发展至今天，已经在许多方面相互渗透。如英国Roser·br（mk学派的多变量频域理论（R senbrock，1970）和控制系统中的多项式矩阵方法（郑大钟，1990；Wolovich，1974）都属于两者交叉的内容。
　　（2）即使在古典控制理论的约定研究范围之内，也即单变量线性定常系统的分析和设计之中，尽管古典方法和现代方法从模型描述到设计方法各不相同，但两者的设计结果可在Laplace变换及其逆变换下相互转化。从这种意义上讲，两者在单变量系统的分析和设计上是统一的。O.1.3现代控制理论的研究内容与分支
　　控制理论的研究对象是系统，而所谓的控制是指对系统的控制。从这一角度来看，现代控制理论的研究内容和分支在很大程度上要取决于系统的范畴。
　　系统的概念及其含义是比较广泛的。系统是由相互关联和相互作用的若干部分按一定规律组合而成的具有特定功能的一个整体。系统可具有完全不同的属性，如工程系统、生物系统、经济系统、社会系统等。但是，在系统理论中，常常抽去具体系统的物理或社会含义而把它抽象化为一个一般意义下的系统加以研究，这种处理方法有助于揭示系统的一般特性。系统的概念具有相对性，系统的每个组成部分也可以是一个系统，而系统自身又可以是一个更大系统的组成部分。系统最基本的特征是它的整体性，系统的行为和性能是由其整体所决定的，系统可以具有其组成部分所没有的功能。有着相同组成部分但它们的关联和作用不同的两个系统可呈现出截然不同的行为和功能。
　　系统有静态系统和动态系统之分。动态系统又称为动力学系统，其含义是含有动力学行为，在模型描述上表现为含有系统变量的导数项或差分项，也即系统模型可用微分或差分方程来部分或完全描述。而静态系统的模型则只是各变量间的代数方程。在系统与控制理论中，主要研究动态系统。
　　对于动态系统，有连续和离散之分。凡是用微分方程描述的系统为连续系统；凡是用差分方程描述的系统为离散系统。对于连续和离散系统，有线性和非线性之分。凡在其模型描述中含有非线性微分或差分环节的系统称为非线性系统，而在其模型中只含有线性微分或差分环节的系统称为线性系统。对于线性和非线性系统，又都有确定性和随机性之分。凡在其模型描述中含有随机变量的系统称为随机系统，而那些其模型中不含有随机变量、只含有确定性变量的系统称为确定性系统。进一步对于确定性系统和随机系统，又都有正常和奇异之分。
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