本书根据高等学校本科自动控制原理课程的教学要求编写，比较全面地阐述了经典控制理论的线性离散控制系统、非线性控制系统和现代控制理论基础部分的基本内容。全书共分三篇（线性离散控制系统篇、非线性控制系统基础篇、现代控制理论基础篇），共7章，包括线性离散控制系统建模、分析及数字控制器设计方法，经典非线性控制系统分析的相平面法和描述函数法，现代控制理论中系统建模、分析及综合设计的状态空间法。
　　本书为《自动控制原理(下)》，上册(《自动控制原理(上)》谢昭莉主编)包括控制基础篇、系统分析篇、系统设计篇、应用篇四部分内容。
　　本书可作为高等学校自动化、电气工程及自动化、机械工程及自动化、热力工程、通信工程、电子信息工程等相关专业的“自动控制原理”课程的教材，也可作为自动化相关专业研究生和工程技术人员的参考书。

目录
前言
绪论1
第五篇线性离散控制系统篇5
第8章线性离散控制系统6
8.1概述6
8.1.1离散控制系统简介6
8.1.2离散控制系统的特点和研究方法8
8.2信号采样与恢复8
8.2.1信号采样9
8.2.2采样定理10
8.2.3信号恢复12
8.3z变换13
8.3.1z变换的定义13
8.3.2z变换的方法14 目录
前言
绪论1
第五篇线性离散控制系统篇5
第8章线性离散控制系统6
8.1概述6
8.1.1离散控制系统简介6
8.1.2离散控制系统的特点和研究方法8
8.2信号采样与恢复8
8.2.1信号采样9
8.2.2采样定理10
8.2.3信号恢复12
8.3z变换13
8.3.1z变换的定义13
8.3.2z变换的方法14
8.3.3z变换的基本定理17
8.3.4z反变换19
8.4离散控制系统的数学模型22
8.4.1差分方程22
8.4.2脉冲传递函数24
8.4.3离散控制系统的动态结构图27
8.5离散控制系统的性能分析33
8.5.1稳定性33
8.5.2动态性能39
8.5.3稳态误差42
8.6离散控制系统的数字校正45
8.6.1模拟控制器的离散化46
8.6.2根轨迹法校正47
8.6.3频率特性法校正50
8.6.4数字控制器直接设计法52
小结63
习题64

第六篇非线性控制系统基
础篇69第9章非线性控制系统70
9.1概述70
9.1.1非线性系统70
9.1.2常见的非线性特性71
9.1.3非线性控制系统的特点73
9.2相平面法74
9.2.1相平面法的基本概念74
9.2.2相平面图的绘制77
9.2.3非线性控制系统的相平面
分析83
9.3描述函数法91
9.3.1描述函数法的基本概念91
9.3.2非线性特性的描述函数92
9.3.3非线性控制系统的描述函数
法分析97
9.4改善非线性控制系统
性能的措施104
9.4.1改变线性部分的参数和结构104
9.4.2改变非线性特性105
9.4.3非线性特性的利用106
小结107
习题108

第七篇现代控制理论基础篇113
第10章控制系统的状态空间描述114
10.1控制系统及其描述114
10.1.1控制系统114
10.1.2控制系统的特性与分类114
10.1.3控制系统的输入.输出描述115
10.2控制系统的状态空间模型117
10.2.1基本概念117
10.2.2线性系统的状态空间描述121
10.2.3状态空间描述的模拟结构图123
10.3系统状态空间表达式的建立124
10.3.1由系统的模拟结构图建立状态空间表达式124
10.3.2由系统的物理机理直接建立状态空间表达式125
10.3.3由系统的微分方程或传递函数建立状态空间描述128
10.4状态空间描述的线性变换131
10.4.1线性变换131
10.4.2系统的特征值和特征向量133
10.4.3化状态空间表达式为对角线标准型134
10.4.4化状态空间表达式为约当标准型136
10.5由状态空间描述求传递函数阵139
10.5.1系统的传递函数矩阵139
10.5.2系统的输入.输出描述与状态空间描述方法比较142
10.6组合系统的状态空间描述和传递函数阵142
10.6.1并联组合系统143
10.6.2串联组合系统143
10.6.3输出反馈系统144
10.7离散系统的状态空间描述144
10.8系统模型的计算机表示及转换145
10.8.1模型的建立与转换146
10.8.2建立组合系统的状态空间描述148
小结150
习题150
第11章线性控制系统的动态分析153
11.1线性时变系统状态方程的求解153
11.1.1线性时变系统状态方程解的存在性与唯一性153
11.1.2线性齐次微分方程组的解空间153
11.1.3系统的状态转移矩阵153
11.1.4系统状态转移矩阵的性质154
11.1.5系统的自由运动155
11.1.6线性时变系统的一般运动155
11.1.7线性时变系统状态转移矩阵Φ(t，t0)的计算157
11.2线性时不变系统状态方程的求解158
11.2.1状态转移矩阵158
11.2.2状态转移矩阵的性质160
11.2.3状态转移矩阵Φ(t)的计算160
11.2.4线性时不变系统的运动166
11.3线性连续系统状态空间表达式的离散化168
11.3.1线性时变系统的离散化168
11.3.2线性时不变系统的离散化169
11.3.3近似离散化171
11.4离散系统状态方程的解172
11.4.1递推法172
11.4.2z变换法175
小结177
习题177
第12章线性时不变系统的能控性和能观性180
12.1系统的能控性及其判别180
12.1.1能控性定义181
12.1.2能控性判据182
12.2系统的能观性及其判别185
12.2.1能观性定义185
12.2.2能观性判据186
12.3能控性与能观性的对偶关系187
12.3.1对偶系统187
12.3.2对偶原理187
12.4约当型方程的能控性、能观性187
12.4.1线性变换不改变系统的能控性、能观性判据188
12.4.2约当型方程的能控性、能观性判据188
12.5线性离散系统的能控性与能观性190
12.5.1能控性191
12.5.2能观性192
12.6线性时不变系统结构分解193
12.6.1系统状态空间结构及子空间的性质194
12.6.2系统的结构分解196
12.7线性时不变系统的标准型与最小实现201
12.7.1化系统状态空间描述为能控规范型201
12.7.2线性时不变系统的最小
实现207
小结208
习题209
第13章系统的运动稳定性213
13.1BIBO稳定性213
13.1.1BIBO稳定的概念213
13.1.2判据214
13.2李雅普诺夫稳定性定义215
13.2.1系统的平衡状态215
13.2.2李雅普诺夫稳定性的几个定义216
13.3李雅普诺夫第一法217
13.3.1线性系统的稳定判据218
13.3.2非线性系统的稳定性218
13.3.3系统内部稳定和外部稳定的关系219
13.4李雅普诺夫第二法221
13.4.1预备知识222
13.4.2李雅普诺夫第二法的判稳定理223
13.5线性系统稳定性分析229
13.5.1线性时不变连续系统渐近稳定的判别229
13.5.2线性时不变离散系统渐近稳定的判别234
13.5.3线性时变连续系统渐近稳定的判别235
13.6李雅普诺夫方法在非线性系统中的应用236
13.6.1克拉索夫斯基法236
13.6.2变量梯度法238
小结241
习题242
第14章线性时不变系统的综合244
14.1反馈控制系统的基本结构244
14.1.1状态反馈246
14.1.2输出反馈246
14.1.3反馈控制系统的能控能观性247
14.2状态反馈系统的极点配置249
14.2.1极点配置定理249
14.2.2系统极点配置252
14.2.3状态反馈的应用——状态反馈下闭环系统的镇定问题263
14.3状态重构与状态观测器的设计264
14.3.1状态估计264
14.3.2全维观测器设计264
14.3.3降维观测器267
14.4带观测器的状态反馈系统的综合270
14.4.1系统的描述270
14.4.2闭环系统的基本特性271
小结273
习题273
参考文献276