第一版前言

现代控制理论是在自动控制、电气工程、信息工程以及计算机技术学科发展基础上建立起来的一门理论与实践相结合的课程。随着科技的发展，现代控制理论的概念、方法和体系已经渗透到许多学科领域。学科的交叉发展要求高级工程技术人员必须更多地了解和掌握其他相近学科、专业的知识。因此，对于自动化以及相关专业的本科生和一些非控制类专业的硕士生学习现代控制理论的基础知识以及掌握利用MATLAB分析、设计控制系统的方法是时代的要求。

为适应我国高等教育人才培养的要求，改革本课程体系和更新教学内容，已成为一项十分迫切的重要任务。针对现代控制理论基础具有理论性强、内容抽象的特点，本书着重于基本概念和理论的阐述，精选内容，注重应用，并尽量做到深入浅出，理论联系实际，结构清晰，从整体上介绍现代控制理论的基本内容，以适应控制理论教学改革需要和21世纪对人才培养的要求。

本书在编写中强调状态空间控制理论与工程实践问题紧密结合，注重对读者分析问题和解决实际问题能力的培养，具有如下特色： ①结构清晰，便于读者从整体上掌握现代控制理论的基本方法。本书贯穿了动态系统在状态空间数学模型基础上的“定量分析→定性分析→极点配置→最优反馈控制”这一结构主线； ②注重物理概念，避免繁琐的数学推导，论证与实例配合紧密，易于理解，突出现代控制理论的工程应用背景，便于读者运用理论知识解决实际问题； ③在阐述现代控制理论的基本方法时注意与经典控制理论基本方法的联系与比较； ④在保证理论知识体系结构完整的前提下，融入MATLAB在线性系统理论和最优控制中的应用； ⑤每章均附有较丰富的例题、习题、上机实验题，便于读者自学，有利于提高读者计算机应用能力和研究能力。

全书共分7章，阐述现代控制理论的最基本内容，包括控制理论的发展、状态空间的基本概念、状态空间描述的建立和标准型、系统的运动分析、能控性与能观性的概念与判据、系统的结构分解与实现、应用李雅普诺夫法分析系统的稳定性、极点配置、状态反馈和状态观测器以及最优控制理论等。在每章后面分别介绍了MATLAB在现代控制理论中的一些应用，如何利用计算机辅助设计方法解决自动控制领域的一些系统分析和设计问题。

全书由余成波统稿。参加编写的人员有张莲(第1~3章)，胡晓倩(第4~6章)，王士彬(第7章)。胡柏栋、李泉、秦华锋、谢东坡、龚智、许超明等同志也参加了本书部分章节的编写工作。

本书在编写过程中，参阅了很多专著及文献，同时许多兄弟院校的同行们为本书的编写提出了许多宝贵意见并提供了许多帮助，在此，一并表示衷心感谢。

本书可作高等院校自动化、电气工程及其自动化等专业本科和非自动化专业研究生教材，也可供从事自动化方面工作的科技人员学习参考。

由于编者的水平有限，书中难免有错误和不当之处，敬请广大的国内同行与读者给予批评与指正。

编者

2007年6月

第二版前言

随着科技的发展，现代控制理论的概念、原理和方法已经广泛地运用于社会生活的方方面面。如何使状态空间控制理论与工程实际问题紧密结合，提高学生分析、解决工程实际问题的能力，为其今后从事先进控制理论和技术的研究提供支持，本书已在第一版的编写过程中做了许多的努力和尝试，形成了注重物理概念、避免繁琐数学推导和与经典控制理论形成参照对比的阐述方法，以及附有丰富例题、习题与MATLAB应用实例的特色。

为适应新时期高等教育人才培养工作的需要，以及科学技术发展的新趋势和新特点，按自动化专业培养目标和培养要求，并结合最新教学大纲，本书在第一版的基础上进行了修订，以适合广大高校相关专业需求，反映当前控制技术发展的主流和趋势。

本次再版在保持第一版框架体系、主要内容及基本特色的基础上，主要进行了如下修改和补充： 

(1) 修订了第一版中一些数学公式、图表和单位中存在的疏漏，修改了部分内容的阐述方式，力求更加符合理工科学生的认识规律； 

(2) 在第2章至第7章习题中补充了MATLAB实验题，有利于读者计算机应用能力和实践能力的提高； 

(3) 结合在工程控制系统设计实例，对书中部分例题进行了修改，以展示更符合实际情况的控制任务分析、状态控制模型建立、控制器分析与设计的整个过程。

本书可作高等工科院校自动化本科和非自动化专业研究生教材，也可供从事自动化方面工作的科技人员学习参考。

本书由7章组成，主要由张莲、胡晓倩、彭滔、余成波编写。张攀、陈大孝等同志参加了本书部分内容的编写工作。

本书是在第一版的基础上改写的，并利用了第一版书的部分材料。

全书的错误和缺点由主编和全体编著者共同负责。由于编者的水平有限，书中难免有错误和不当之处，敬请广大的国内同行与读者给予批评与指正。

编者

2016年2月