反馈控制理论基础与设计策略

"《Feedback Control Theory》是一本由John Doyle, Bruce Francis, Allen Tannenbaum合著的关于控制理论的书籍，出版于1990年。这本书深入探讨了反馈控制系统的各种核心概念，包括稳定性、性能优化、不确定性处理和鲁棒性设计等关键主题。" 在反馈控制理论中，作者首先介绍了控制系统设计的关键问题，强调了反馈系统在解决这些挑战中的作用。书中的第1章详细阐述了控制系统设计中遇到的问题，以及本书将要涵盖的主要内容。 第2章讨论了信号和系统的范式，包括信号的范式和系统的范式。这一部分主要介绍了如何度量信号的大小和系统的响应，以及输入输出关系，还涉及了功率分析和基于状态空间方法的计算。 第3章是基础概念的介绍，作者讲解了基本的反馈环路结构，内部稳定性的概念，以及渐近跟踪和性能指标的定义。这些概念是理解反馈控制系统的基石。 第4章关注的是不确定性与鲁棒性。书中指出，实际系统中常常存在模型不确定性，因此设计出能应对不确定性的控制器至关重要。这一章解释了植物（plant）不确定性，定义了鲁棒稳定性和鲁棒性能的概念，并进一步扩展到更一般的鲁棒性能问题。 第5章聚焦于稳定化技术，讲解了如何设计控制器来稳定系统。作者讨论了对于稳定植物的控制器参数化，介绍了共轭因子分解的方法，并提供了基于状态空间方法的实现。此外，还涵盖了通用植物的控制器参数化、渐近性质、强稳定性和同时稳定化。 书中的其他章节，如第6章至第12章，继续深化了反馈控制系统的分析和设计，包括设计约束、环路成形、高级环路成形、模型匹配、性能设计、稳定性裕度优化和鲁棒性能设计。这些章节提供了更先进的设计策略和技术，以应对复杂系统的控制问题。 《Feedback Control Theory》是一本全面的教材，它为读者提供了理解和设计反馈控制系统所需的基础知识和高级技术，适用于工程学生和专业工程师深入研究控制理论和实践。