现代控制理论 pdf_《现代控制理论基础》— 0 写在前面

由于本校上课进度的安排，自第11章起，缓更n周。

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首先祝贺大家，当你学到这门课程的时候，基本上已经处于自动化、电气工程及其自动化专业本科阶段最后几门专业课之一了。通常，大部分学校的上述两个本科专业都会设置有《现代控制理论基础》这门课程，自动化专业一般是专业必修课或专业基础课，电气专业则可能是必修课程，也可能是选修课程。

同时，你们很快就要面临很多的抉择和考验，这些选择也将会对你们未来的人生产生巨大的影响。

众所周知的是，由于自动化、电气工程及其自动化这两个本科专业本身学习内容的广度很大，所以有很多的方向都会进入你们的考虑范围之内，包括电网、电力电子、新能源汽车、电机、计算机、控制理论等等。同样在读研的选择上，电气工程主要有4个二级学科，控制工程主要有5个二级学科，也大致能够对应就业上的若干个方向。

一般情况，控制科学与工程（学硕）的研究生入学考试专业课科目（初试或者复试）很多都是要求自动控制原理（含经典与现代）。不过，值得一提的是，本校（上海大学）的话，2020年初试考核科目修改为数模电，复试科目为微机原理，尚且不知道未来会不会有什么变动。

这门课程的前序课程主要有两个，一是线性代数，二是复变函数或者是信号类的课程，例如信号与系统、信号分析与处理等。在本课程的学习中，会大量用到线性代数中的知识点，所以请务必提前复习线性代数的相关知识，重点在矩阵的乘法、秩、线性变换等，本系列的第1讲也会温习一部分线代知识。仅针对课程学习而言，线性代数的掌握要求并不是特别高。

经过长期的发展，自动控制理论主要分为经典控制理论和现代控制理论两个部分，在之前你们应该都已经学习过了自动控制原理。1960年，美国数学家、电气工程师鲁道夫·卡尔曼(Rudolf Emil Kalman)把状态空间法系统性地引入控制理论中，提出了能控性和能观性的概念，成为了控制理论的两大基本概念。

与经典控制理论相比，现代控制理论有许多不同之处，我制作了一张表格如下。

本系列中会运用较多的题目帮助大家加深对知识点的理解，为了避免一些情况的发生，我会尽量改编在课本上出现过的例题和作业题，尤其是作业题，一定不会出现原题，但是解题方法是类似的。在学习过程中，要是有什么问题，或者文章哪里存在错误/理解不畅的地方，欢迎与我联系，谢谢大家。

本系列的讲述内容，会相对比较基础，仅用于通过一门本科生课程的话，具有一定的参考意义。但是，如果想要比较好的掌握现代控制理论的内容，并为将来的学习打好基础的话，我很喜欢下面这个专栏中的文章，推荐给大家学习和阅读。

非常感谢知友 @三脚猫Frank 的辛勤创作。

现代控制理论重点概念梳理​zhuanlan.zhihu.com

祝愿大家都能学好《现代控制理论基础》这门课程，在考试中取得一个好成绩，下文的目录和好物推荐栏目会定期更新。

本系列的更新时间为每周的周四和周日，如果有调整的话，会提前说明，也欢迎大家催更hh

2020.04.02

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目录（定期更新）

4月 5 日 — 1 基本数学基础

4月 9 日 — 2 什么是状态与状态空间

4月12日 — 3 状态空间的数学模型（一）

4月16日 — 4 状态空间的数学模型（二）

4月19日 — 5 什么是能控性与能观性

4月23日 — 6 线性变换（一）

4月26日 — 7 线性变换（二）

4月30日 — 8 结构分解（一）

5月 3 日 — 9 结构分解（二）

5月 7 日 — 10 结构分解（三）

5月10日 — 11 极点配置问题

5月14日 — 12 全维观测器设计

5月17日 — 13 基于MATLAB/SIMULINK的仿真基础

5月21日 — 14 稳定性分析（一）

5月24日 — 15 稳定性分析（二）

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最后，第一次尝试使用好物推荐功能233333

教材的话，用学校的那本教材就基本上可以了，再结合PPT就差不多能理解这门课程本身，作业一定要认真地完成，并不是很难的。

如果想要深入理解现代控制理论的体系的话，我个人比较推荐《Linear System Theory and Design》这本书，是讲线性系统的，网上是有PDF的，大家有兴趣的话，可以去学习一下。

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