前言

本书是一本现代控制理论方面的入门教材。本着加强基础、突出处理问题的思维方法、培养学生分析问题和解决问题能力的原则，本书详细介绍了基于状态空间模型的线性系统分析和综合方法。

本书共分7章，其内容概括如下： 绪论部分介绍了现代控制理论的发展以及与经典控制理论的区别； 第1章研究了控制系统的状态空间模型，从机理方法推导了对象的状态空间模型，阐述了控制系统传递函数模型和状态空间模型之间的关系和相互转换； 第2章基于状态空间模型分析了系统运动特性； 第3章分析了系统的能控性和能观性； 第4章研究系统的稳定性，介绍了李雅普诺夫稳定性方法； 第5章研究了控制系统的设计问题，介绍了极点配置方法，并针对极点配置存在的不足，提出了伺服系统的设计方法； 针对实际系统中状态不可直接测量的现象； 第6章介绍了状态观测器及其设计方法，并在此基础上进一步提出了基于状态观测器的控制系统设计方法和分离性原理； 结合系统的二次型性能指标； 第7章介绍了线性二次型最优控制问题及其求解方法。

本书叙述深入浅出，理论联系实际，尽可能从实际背景的分析中来引入要研究的问题、概念和方法。采用从简单到复杂、从特殊到一般的处理方式提出解决问题的思路和方法，避免繁琐的数学推导和证明，培养学生分析问题和解决问题的能力。MATLAB作为一种基本工具，用于分析、计算、设计和仿真研究，具有很好的效果。在介绍系统分析和控制系统设计方法的同时给出了相应的MATLAB函数，通过仿真例子以检验分析和设计方法的效果，便于读者加深对控制系统分析和设计方法的理解。每章后面的习题旨在检验读者对内容的掌握，特别强调了对书中所介绍的基本概念、方法和主要结果的理解。

本书是作者结合自己长期从事现代控制理论教学与科研的经验，在参阅并吸取了国内外优秀教材相关内容的基础上完成。该书出版前的讲义已在多所院校自动化专业的现代控制理论课程中作为教材使用，并不断得到修改和完善。本书的编写得到了教育部优秀青年教师教学科研奖励计划和浙江省高校重点教材建设计划的支持，在此，作者深表谢意。

限于作者水平，书中仍会有一些错误和不妥之处，恳请广大读者和专家给予批评指正。

作者

2006年10月于杭州

lyu@zjut.edu.cn