本书以线性系统理论为主线介绍了现代控制理论的基础知识，内容包括控制理论的发展、研究范围，现代控制的数学基础，线性控制系统的状态空间描述、可控性与可观性，线性定常系统的反馈结构及状态观测器，系统稳定性及其李雅普诺夫稳定性等，并将MATLAB语言的知识穿插到各章节内容中，有利于培养学生利用计算机解决实际问题的能力。 本书重难点突出、概念清晰、内容精炼、简明易懂，可作为高等学校自动化、电气类、机电类各专业现代控制理论课程的教材，也可作为其他相关理工科学生和工程技术人员的实践参考书。
本书既讲理论，同时也联系实际，通过大量的案例把晦涩难懂的理论讲解得通俗易懂。
线性系统理论是现代控制理论的基础，也是目前理论上*完善、技术上*成熟、工程应用*广泛的一个分支。 本书以线性系统理论的基本内容为基础，以系统的状态空间描述、线性系统的结构特性分析、线性定常系统的状态反馈综合为主要内容，可帮助读者正确理解和掌握其中*基础又*重要的概念、原理，以及分析、综合系统的方法。 全书共分6章，第1章为绪论，介绍了控制理论的发展、研究范围及分支；第2章对所用的数学知识进行了集中介绍；第3章为线性控制系统的状态空间描述；第4章为线性控制系统的可控性与可观性；第5章介绍了线性定常系统的反馈结构及状态观测器；第6章介绍了系统稳定性及其李雅普诺夫稳定性。特别地，第3至6章还介绍了现代控制领域*流行的MATLAB软件的应用，以此来分析和解决控制系统中的问题。另外，本书例题、习题丰富，利于学生自学。 本书力求在不影响内容系统性和理论严谨性的前提下，尽量简化或避免过多的数学推导，而注重系统的物理概念。各高校老师可以根据本校专业设置的特点及需求，适当地选择授课内容。 本书由海军工程大学电气工程学院王家林副教授、孙盼副研究员担任主编，李成县、孙军、侯佳欣、何笠担任副主编。 本书是课程组在总结多年教学和科研经验的基础上，结合国内外现代控制理论发展及应用现状，参考了国内外众多经典教材，经反复研讨编写而成的。书中参考并引用了相关机构和学者的文献，在此一并表示感谢。 由于作者水平有限，书中错误或欠妥之处在所难免，恳请各位读者批评指正。
博士，副教授，主持和参与基础加强计划技术领域基金、国家自然科学基金等10余项，获大学教育成果一等奖，发表论文20余篇。
第1章绪论（1)
1.1控制理论的发展（1)
1.1.1控制理论发展初期及经典控制理论阶段（1)
1.1.2现代控制理论阶段（6)
1.1.3智能控制理论阶段（8)
1.2现代控制理论的研究范围及分支（9)
习题（9)
第2章现代控制数学基础（11)
2.1矩阵代数基础（11)
2.1.1矩阵代数（11)
2.1.2矩阵变换（12)
2.1.3矩阵微积分（14)
2.1.4凯莱哈密尔顿定理（15)
2.1.5状态转移矩阵（18)
2.1.6状态向量的线性变换（19)
2.1.7系统特征值与特征向量（21)
2.1.8标量函数的符号性质（22)
2.1.9二次型标量函数（22)
2.1.10希尔维斯特判据（24)
2.2z变换（24)
2.2.1z变换定义（24)
2.2.2z变换方法（25)
2.2.3z变换性质（28)
2.2.4z反变换（29)
2.3泛函及其变分法（31)
习题（33)
现代控制理论目录第3章线性控制系统的状态空间描述（35)
3.1控制系统状态空间描述的基本概念（35)
3.1.1系统的基本概念（35)
3.1.2系统数学描述的基本概念（36)
3.1.3系统状态描述的基本概念（36)
3.2控制系统的状态空间表达式（37)
3.2.1状态空间表达式（37)
3.2.2状态空间表达式的一般形式（39)
3.2.3状态空间表达式的矢量结构图（39)
3.2.4状态空间表达式的模拟结构图（40)
3.3线性定常连续系统状态空间的数学模型（41)
3.3.1线性定常连续系统状态空间的数学模型的建立（41)
3.3.2线性定常连续系统状态空间的解（51)
3.3.3系统的传递函数矩阵（58)
3.4线性离散系统状态空间数学模型的建立及其求解（63)
3.4.1单输入单输出线性离散系统动态方程的建立（63)
3.4.2定常连续系统动态方程的离散化（65)
3.4.3定常离散系统动态方程的解（66)
3.3.4线性时变连续系统的离散化（68)
3.5基于MATLAB的控制系统状态空间描述与求解（69)
习题（73)
第4章线性控制系统的可控性与可观性（79)
4.1线性控制系统的可控性（79)
4.1.1可控性定义（79)
4.1.2线性定常系统状态可控性判据（80)
4.1.3系统矩阵为对角阵、约当阵的可控性判据（83)
4.1.4输出可控性（84)
4.2线性定常连续系统可观性（86)
4.2.1可观性定义（86)
4.2.2线性定常连续系统的可观性判据（87)
4.2.3系统矩阵为对角阵、约当阵的可观性判据（89)
4.3线性离散系统的可控性与可观性（89)
4.3.1线性离散系统的可控性（90)
4.3.2线性离散系统的可观性（92)
4.3.3连续系统离散化后的可控性和可观性（94)
4.4状态空间的线性变换（96)
4.4.1可控规范型的实现（96)
4.4.2可观规范型的实现（99)
4.4.3对角规范型和约当规范型的实现（101)
4.4.4对偶原理（104)
4.5线性系统的结构分解（105)
4.5.1按可控性分解（106)
4.5.2按可观性分解（108)
4.5.3按可控性和可观性进行分解（109)
4.5.4状态子空间相关说明（112)
4.6利用MATLAB分析系统的可控性与可观性（113)
习题（115)
第5章线性定常系统的反馈结构及状态观测器（121)
5.1反馈控制系统的基本概念（121)
5.1.1状态反馈控制系统（121)
5.1.2输出反馈控制系统（124)
5.2状态观测器（127)
5.2.1状态观测器定义（127)
5.2.2状态观测器的存在性（128)
5.2.3状态观测器的实现（130)
5.2.4反馈矩阵的设计（130)
5.3利用MATLAB设计系统的状态负反馈和状态观测器（133)
5.3.1状态负反馈闭环系统的极点配置（133)
5.3.2状态观测器的设计（134)
5.3.3带状态观测器的闭环系统极点配置（137)
习题（138)
第6章系统稳定性及其李雅普诺夫稳定性（143)
6.1李雅普诺夫稳定性定义（143)
6.2李雅普诺夫稳定性判别方法（145)
6.2.1李雅普诺夫间接法（法）（145)
6.2.2李雅普诺夫直接法（第二法）（145)
6.3利用MATLAB分析系统的稳定性（149)
习题（151)
参考文献（155)
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