第一篇為線性系統(tǒng)理論，包括系統(tǒng)的可控性與可觀測性、狀態(tài)反饋設計、狀態(tài)觀測器設計以及系統(tǒng)穩(wěn)定性分析。第二篇為最優(yōu)控制理論，介紹了五條件約束和有等式約束的最優(yōu)化問題、連續(xù)系統(tǒng)和離散系統(tǒng)最小值原理以及線性二次型指標的最優(yōu)控制。第三篇為最優(yōu)估計和濾波，介紹了最小二乘估計和線性最小方差估計；在正交投影的基礎上介紹了離散型卡爾曼最優(yōu)預測方程和最優(yōu)濾波方程；討論了濾波發(fā)散及克服發(fā)散的方法。本書可供非自動化類專業(yè)碩士研究生使用，也可作為自動化類專業(yè)本科高年級學生現(xiàn)代控制理論選修課使用。目前，自動控制技術已廣泛地應用于工農業(yè)生產、交通運輸和國防建設。指導自動控制系統(tǒng)分析和設計的控制理論也有了很大的發(fā)展，在2世紀4和5年代中發(fā)展起來的經典控制理論至今仍被成功地應用于單變量定常系統(tǒng)的分析和設計中。在5年代末、6年代初發(fā)展起來的現(xiàn)代控制理論具有更廣泛的適用性，它可以用于多變量、定常或時變系統(tǒng)，所討論的問題更復雜和深入?，F(xiàn)代控制理論的概念、方法和體系已經滲透到許多學科領域。學科的交叉發(fā)展要求高級工程技術人員更多地了解和掌握其他相近學科、專業(yè)的知識。因此，一些非控制類專業(yè)的碩士生根據(jù)論文研究工作和知識結構的需要，選學現(xiàn)代控制理論的基礎課程是很必要的。在現(xiàn)代控制理論的形成和發(fā)展的歷史上，人們常常提到以下幾個著名的成果：系統(tǒng)的可控性、可觀測性概念；最優(yōu)控制中的極小值原理與動態(tài)規(guī)劃方法；卡爾曼遞推濾波。編寫本教材的目的是向非自動化專業(yè)的碩士研究生介紹現(xiàn)代控制理論的基礎知識，因此將主要介紹這些基本內容。全書分為三篇，簡介如下：第一篇為線性系統(tǒng)理論，介紹了線性時不變系統(tǒng)，包括系統(tǒng)的動態(tài)方程、系統(tǒng)的可控性與可觀測性、標準形及傳遞函數(shù)陣的實現(xiàn)、狀態(tài)反饋設計、極點配置問題、跟蹤問題、解耦問題、狀態(tài)觀測器設計以及系統(tǒng)穩(wěn)定性分析。為了后面兩篇的需要，還簡單介紹了線性時變系統(tǒng)的基本概念和連續(xù)時間系統(tǒng)的離散化問題。第二篇為最優(yōu)控制理論，介紹了變分的基本概念、無條件約束和有等式約束的最優(yōu)化問題、連續(xù)系統(tǒng)和離散系統(tǒng)最小值原理、最短時間控制、最少燃料控制、時間和燃料綜合控制、線性二次型指標的最優(yōu)控制、調節(jié)器問題以及跟蹤問題。第三篇為最優(yōu)估計和濾波，估計方法上介紹了最小二乘估計和線性最小方差估計。為了更好地了解卡爾曼濾波的特點，簡介了維納濾波；在正交投影的基礎上介紹了離散型卡爾曼最優(yōu)預測方程和最優(yōu)濾波方程，討論了卡爾曼濾波的推廣、濾波的穩(wěn)定性、濾波發(fā)散以及克服發(fā)散的方法。本書在取材和闡述方式上，注意了工程性；考慮到授課學時的限制（5學時左右），在內容上盡量刪繁就簡，避免過分地引申和擴充；在敘述問題時，力求概念明確和遵循教學順序。每篇均安排了一定數(shù)量相對比較簡單的練習題，它的目的主要是使讀者通過練習熟悉所學的知識。本書可供非自動化類專業(yè)碩士研究生使用，也可作為自動化類專業(yè)本科高年級學生現(xiàn)代控制理論選修課使用。本書由程鵬（線性系統(tǒng)理論）、王艷東（最優(yōu)控制理論、最優(yōu)估計和濾波）合編。這本教材是在北京航空航天大學長期教學的基礎上形成的，教研室的汪聲遠、王紀文等同志都曾致力于“現(xiàn)代控制理論基礎尸課程和教材的建設工作，他們的經驗和成果對本教材的形成起了重要的作用，編者在此表示感謝。本書在編寫過程中參考并汲取了許多院校專家們編寫的教科書和習題集，在此表示感謝。編者23年3月
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