0.5 本書綜述

現代控制理論研究范疇較廣，線性系統理論、最優控制、系統辨識、最優估計理論、自適應控制均是現代控制理論的重要內容，但受教學學時和教材篇幅的限制，難以做到面面俱到。考慮到線性系統理論是現代控制理論的基礎，最優控制是現代控制理論的核心，本書從工程應用角度出發，以線性系統理論的時域分析和最優控制為主線，介紹現代控制理論的基本方法。其中，線性系統理論部分主要闡述狀態空間分析法和綜合法的基本內容，包括動態系統的狀態空間描述、動態系統的定量分析（狀態方程的解）和定性分析（能控性、能觀測性、李亞普諾夫穩定性）、動態系統的綜合（狀態反饋與狀態觀測器設計）；最優控制部分在介紹解決最優問題3種基本方法（變分法、極小值原理、動態規劃法）的基礎上，闡述兩類典型最優反饋系統的設計（線性二次型最優控制、最小時間控制）。鑒于MATLAB已成為國際控制領域應用廣泛的工具軟件，本書在保證理論知識體系結構完整的前提下，融入了MATLAB應用。

為了避免使現代控制理論的概念、方法僅僅停留在數學表達式上，本書編者作了一些努力，試圖形成如下特色：

（1）結構清晰，便于學生從整體上掌握現代控制理論的基本思路和方法。本書貫穿了動態系統在狀態空間數學模型基礎上的定量分析，定性分析，極點配置，最優反饋控制這一結構主線。

（2）注重物理概念，避免煩瑣數學推導，突出現代控制理論的工程應用背景，便于指導學生運用理論解決實際問題。例如，第4章編寫了李亞普諾夫直接法應用舉例，第5章編寫了線性控制系統理論的工程應用舉例，第6章編寫了最優控制理論的工程應用舉例。

（3）在闡述現代控制理論的基本方法時，注意與經典控制理論基本方法的聯系與比較。

（4）在保證理論知識體系結構完整的前提下，融入MATLAB在線性系統理論和最優控制中的應用。

（5）每章均有較豐富的例題、習題與思考題、上機實驗題，便于學生對所討論的問題有更為深入的理解，并有利于學生自學能力、計算機應用能力和研究能力的提高。