本书强调状态空间控制理论与工程实践问题紧密结合，注重对读者分析问题和解决实际问题能力的培养。

全书共分7章，阐述现代控制理论的最基本内容，包括控制理论的发展，状态空间的基本概念，状态空间描述的建立和标准型，系统的运动分析，能控性与能观性的概念与判据，系统的结构分解与实现，应用李雅普诺夫法分析系统的稳定性，极点配置、状态反馈和状态观测器，以及最优控制理论等。在每章后面分别介绍了MATLAB在现代控制理论中的一些应用，以及如何利用计算机辅助设计方法解决自动控制领域的一些系统分析和设计问题。每章的习题主要用以检验、理解基本概念和熟练分析和设计方法。

本书是一本适应21世纪教学需要的、阐述现代控制理论基础知识的教材。本书包含了现代控制理论中的主要理论和方法，全书共分7章，着重讲述了状态空间描述的建立、系统定量分析(状态方程的解)、系统的定性分析(能控性、能观性、李雅普诺夫稳定性)、系统的综合(状态反馈与状态观测器设计)以及最优控制的3种基本方法(变分法、最小值原理、动态规划法)；并在保证理论知识体系结构完整的前提下，介绍MATLAB在现代控制理论巾的应用。全书结构清晰，便于读者从整体上掌握现代控制理论的基本内容。

本书由浅入深，论证与实例配合紧密，富有启发性。全书注意各章节之间内容的衔接及与经典控制理论中有关内容的联系，可读性强，便于课堂教学与自学。主要算法给出了应用MATLAB求解的方法，使读者通过本书的学习，既能打下扎实的理论基础，义能掌握应用MATLAB对控制系统进行分析与设计的技能。每章末附有一定数量的习题，主要用以检验、理解基本概念以及熟练分析和设计方法。

本书既可作为高等院校自动化、电气工程等专业本科和非自动化专业研究生教材，也可供从事自动化方面工作的科技人员学习参考。

第1章 绪论

 1.1 控制理论的发展

 1.2 现代控制理论中的两个重要概念

1.2.1 系统的能控性

1.2.2 系统的能观性

 1.3 现代控制理论的主要内容

 1.4 本书研究的主要内容

第2章 状态空间描述

 2.1 状态空间分析法

2.1.1 动力学系统

2.1.2 例子

2.1.3 状态变量和状态向量

2.1.4 状态空间与状态空间描述

2.1.5 线性定常系统状态空间描述的一般形式

 2.2 状态结构图

2.2.1 状态结构图绘制的基本方法

2.2.2 一阶系统的状态结构图

2.2.3 三阶单输入-单输出系统的状态结构图

2.2.4 二输入-二输出二阶系统的状态结构图

 2.3 状态空间描述的建立

2.3.1 由系统结构图建立状态空间描述

2.3.2 由系统机理建立状态空间描述

 2.4 状态空间描述的标准形式

2.4.1 传递函数中无零点时的实现

2.4.2 传递函数有零点时的实现

 2.5 由状态空间描述求传递函数阵

2.5.1 传递函数(阵)

2.5.2 组合系统的传递函数阵

 2.6 状态向量的线性变换

2.6.1 状态空间表达式的非唯一性

2.6.2 系统特征值的不变性和系统的不变性

2.6.3 状态空间表达式变换为约当标准型

 2.7 离散系统的状态空间描述

2.7.1 状态空间表达式

2.7.2 脉冲传递(函数)矩阵

 2.8 状态空间的MATLAB描述

2.8.1 数学模型的建立

2.8.2 模型间的转换

2.8.3 组合系统的传递函数阵

2.8.4 线性变换

 本章小结

 习题

第3章 线性系统的运动分析

第4章 系统的能控性与能观性

第5章 控制系统的稳定性

第6章 系统的综合

第7章 最优控制

附录A 常用符号表

附录B 向量空间与矩阵理论的基本知识

附录C MATLAB软件中常用控制指令说明

参考文献