本书试图从工程实践角度出发，系统地介绍现代控制理论的五大基本分支。阐述理论和方法时，在保证理论严密性的前提下，注重物理意义的解释，尽量减少繁杂的数学推导；介绍MATLAB软件及其相应工具箱时，力求结合实例，给出编程程序，使读者在比较全面地了解和掌握基本理论的基础上，正确运用MATLAB软件去解决工程中的实际问题。

本书系统介绍现代控制理论的五大基本分支，即线性系统理论(包括状态空间描述、状态空间分析和状态空间综合)、最优控制理论(包括变分法、极小值原理、动画规划和鲁棒最优控制)、最优理论(基本估计方法和卡尔曼滤波)、系统辨识(非参数辨识方法和参数变数方法)及自适应控制(模型参考自适应和自校正控制)。

为了方便读者基于MATLAB/SIMULINK环境对控制系统进行建模、分析和综合，在相应分支后均给出了相应的应用方法和实例。对线性系统理论部分，给出在MATLAB环境上第二次开发的CAL课件；对最优控制理论部分，给出了LQR问题的MATLAB实现，并对Optimization Toolbox、Robust Control Toolbox的使用方法进行了介绍；在系统辨识部分，通过实例介绍了使用Syetem Identification Toolbox进行建模的方法；在适应控制部分，也给出了基于MATLAB/SIMULINK进行自适应控制设计方法和实例。

为了便于学习，每章开头给出了提要，结语给出了小结。除了列举丰富的例子外，还选配了适量的思考与习题。本书可供非控制类大学高年级本科生、研究生使用，也可供对控制理论感兴趣的科技人员参考。

绪论

0.1 控制理论的产生与发展

0.2 现代控制理论的基本内容

0.3 本书内容简介

第一篇 线性系统理论

 概述

 第1章 线性控制系统的状态空间描述

1.1 控制系统的状态空间表达式

1.2 线性系统状态空间表达式的建立

1.3 线性系统状态空间表达式的特征标准型

1.4 由状态空间表达式求传递函数阵

1.5 组合系统的状态空间表达式及传递函数阵

 小结

 思考题与习题

 第2章 线性控制系统的状态空间分析

2.1 线性控制系统的运动分析

2.2 线性控制系统的能控制和能观性

2.3 控制系统的运动稳定性

 小结

 思考题与习题

 第3章 线性控制系统的状态空间综合

3.1 反馈控制系统结构及其对系统性的影响

3.2 闭环系统的极点配置

3.3 控制系统的镇定问题

3.4 控制系统的渐近跟踪问题

3.5 控制系统的解耦问题

3.6 状态观测器

 小结

 思考题与习题

 第4章 基于MATLAB的线性控制系统分析与综合

4.1 状态空间分析的MATLAB实现

4.2 基于MATLAB的线性控制系统分析与综合软件介绍

 小结

 思考题与习题

第二篇 最优控制

 概述

 第5章 最优控制问题与变分法

5.1 最优控制问题的数学描述

5.2 泛函与变分

5.3 利用变分法解最优控制问题

 小结

 思考题与习题

 第6章 极小值原理及其应用

6.1 极小值原理

6.2 时间最优控制问题

 小结

 思考题与习题

 第7章 线性二次型性能指标的最优控制

7.1 二次型性能指标及其涵义

7.2 状态调节器

7.3 输出调节器

7.4 跟踪问题

 小结

 思考题与习题

 第8章 动态规划

8.1 多级决策过程与最优性原理

8.2 离散控制系统的动态规划

8.3 连续控制系统的动态规划

 小结

 思考题与习题

 第9章 鲁棒最优控制

9.1 鲁棒控制问题概述

9.2 H最优控制理论简介

 小结

 思考题与习题

 第10章 基于MATLAB的最优控制系统分析与综合

10.1 线性二次型最优控制的MATLAB实现

10.2 最优化工具箱简介

10.3 鲁棒控制工具箱简介

 小结

思考题与习题

第三篇 最优估计理论

 概述

 第11章 几种最优估计

11.1 基本估计方法

11.2 几种最优估计方法的比较

 小结

 思考题与习题

 第12章 卡尔曼滤波

12.1 离散型卡尔曼滤波

12.2 连续型卡尔曼滤波

12.3 卡尔曼滤波的实际应用问题

 小结

 思考题与习题

第四篇 系统辨识

 概述

 第13章 建模与系统辨识

13.1 模型、数学模型及建模

13.2 系统辨识

 小结

 思考题与习题

 第14章 非参数模型辨识方法

14.1 时域测定法

14.2 相关分析法

 小结

 思考题与习题

 第15章 参数模型辨识方法

15.1 最小二乘法辨识

15.2 极大似然估计法

15.3 系统辨识中的几个问题

 小结

 思考题与习题

 第16章 基于MA甽系统辨识工具箱建模简介

16.1 系统辨识工具箱简介

16.2 基于系统辨识工具箱的建模举例

 小结

 思考题与习题

第五篇 自适应控制

 概述

 第17章 模型参考自适应控制

17.1 模型参考自适应控制系统的一般概念

17.2 模型参考自适应控制系统的设计方法

 小结

 思考题与习题

 第18章 自校正控制

18.1 自校正控制系统的一般概念

18.2 几种自校正控制

 小结

 思考题与习题

 第19章 基于MATLAB的自适应控制系统设计简介

 小结

思考题与习题

参考文献