ورود به حساب

نام کاربری گذرواژه

گذرواژه را فراموش کردید؟ کلیک کنید

حساب کاربری ندارید؟ ساخت حساب

ساخت حساب کاربری

نام نام کاربری ایمیل شماره موبایل گذرواژه

برای ارتباط با ما می توانید از طریق شماره موبایل زیر از طریق تماس و پیامک با ما در ارتباط باشید


09117307688
09117179751

در صورت عدم پاسخ گویی از طریق پیامک با پشتیبان در ارتباط باشید

دسترسی نامحدود

برای کاربرانی که ثبت نام کرده اند

ضمانت بازگشت وجه

درصورت عدم همخوانی توضیحات با کتاب

پشتیبانی

از ساعت 7 صبح تا 10 شب

دانلود کتاب A Linear Systems Primer

دانلود کتاب آغازگر سیستم های خطی

A Linear Systems Primer

مشخصات کتاب

A Linear Systems Primer

ویرایش: 2007 
نویسندگان:   
سری:  
ISBN (شابک) : 0817644601, 9780817644604 
ناشر: Birkhäuser 
سال نشر: 2010 
تعداد صفحات: 524 
زبان: English 
فرمت فایل : PDF (درصورت درخواست کاربر به PDF، EPUB یا AZW3 تبدیل می شود) 
حجم فایل: 5 مگابایت

قیمت کتاب (تومان) : 51,000



کلمات کلیدی مربوط به کتاب آغازگر سیستم های خطی: رباتیک، علوم کامپیوتر، کامپیوتر و فناوری، مدارها، طراحی، یکپارچه، منطق، VLSI و ULSI، برق و الکترونیک، مهندسی، مهندسی و حمل و نقل، الکترونیک، میکروالکترونیک، اپتوالکترونیک، نیمه هادی ها و سنسورهای دولتی، الکترونیک، الکترونیک، مهندسی، مهندسی و حمل و نقل، رباتیک و اتوماسیون، صنعتی، تولیدی و سیستم های عملیاتی، مهندسی، مهندسی و حمل و نقل، مکانیک، پیش نویس و نقشه کشی مکانیکی، دینامیک سیالات، مکانیک شکست



ثبت امتیاز به این کتاب

میانگین امتیاز به این کتاب :
       تعداد امتیاز دهندگان : 13


در صورت تبدیل فایل کتاب A Linear Systems Primer به فرمت های PDF، EPUB، AZW3، MOBI و یا DJVU می توانید به پشتیبان اطلاع دهید تا فایل مورد نظر را تبدیل نمایند.

توجه داشته باشید کتاب آغازگر سیستم های خطی نسخه زبان اصلی می باشد و کتاب ترجمه شده به فارسی نمی باشد. وبسایت اینترنشنال لایبرری ارائه دهنده کتاب های زبان اصلی می باشد و هیچ گونه کتاب ترجمه شده یا نوشته شده به فارسی را ارائه نمی دهد.


توضیحاتی در مورد کتاب آغازگر سیستم های خطی

این نسخه شامل فصل 3 است. در نسخه دیگری که من اینجا در ال جی پیدا کردم نبود. آن را در قسمت دیگری جستجو کردم و تصمیم گرفتم آن را در اینجا آپلود کنم. لذت ببرید! این کتاب درسی بر اساس یک ارائه ساده از کار موفق نویسندگان سیستم های خطی، مقدمه ای بر نظریه سیستم ها با تأکید بر کنترل ارائه می دهد. مطالب ارائه شده به اندازه کافی گسترده است تا به خواننده تصویر روشنی از رفتار دینامیکی سیستم های خطی و همچنین مزایا و محدودیت های آنها بدهد. بر نتایج اساسی و موضوعات ضروری برای نظریه سیستم های خطی تاکید شده است. تاکید بر سیستم‌های زمان‌ناپذیر، هم پیوسته و هم زمان گسسته است. ویژگی ها و موضوعات کلیدی: * یادداشت ها، مراجع، تمرین ها، و بخش خلاصه و نکات برجسته در پایان هر فصل. * نمایه جامع و پاسخ تمرینات منتخب در انتهای کتاب. * مطالب پیشینه ریاضی لازم در یک پیوست. * دستورالعمل های مفید برای خواننده در پیشگفتار. * سه فصل اصلی که خواننده را به درک عالی از رفتار دینامیکی سیستم ها راهنمایی می کند. * پوشش دقیق توصیفات سیستم داخلی و خارجی، از جمله متغیر حالت، پاسخ ضربه و تابع انتقال، ماتریس چند جمله ای، و نمایش های کسری. * توضیح پایداری، کنترل پذیری، مشاهده پذیری و تحقق ها با تاکید بر نتایج اساسی. * بحث مفصل درباره بازخورد حالت، تخمین وضعیت، و تخصیص ارزش ویژه. * تاکید بر سیستم های زمان ناپذیر، هم پیوسته و هم زمان گسسته. برای پوشش کامل سیستم‌های متغیر زمانی، خواننده تشویق می‌شود به کتاب همراه سیستم‌های خطی، که حاوی توضیحات دقیق‌تر و مطالب اضافی، شامل تمام شواهد نتایج ارائه‌شده در اینجا است، مراجعه کند. * راه حل راه حل در دسترس مربیان پس از تصویب متن. پرایمر سیستم های خطی برای دانشجویان سال اول فارغ التحصیل و ارشد در یک دوره مقدماتی معمولی یک ترم در مورد سیستم ها و کنترل طراحی شده است. همچنین ممکن است به عنوان یک مرجع عالی یا راهنمای خود مطالعه برای مهندسان برق، مکانیک، شیمی و هوافضا، ریاضیدانان کاربردی و محققانی که در کنترل، ارتباطات و پردازش سیگنال کار می کنند، باشد.


توضیحاتی درمورد کتاب به خارجی

This version includes chapter 3. It wasn't in the other version I found here in LG. Looked for it in another side and decided to upload it here. Enjoy! Based on a streamlined presentation of the authors' successful work Linear Systems, this textbook provides an introduction to systems theory with an emphasis on control. The material presented is broad enough to give the reader a clear picture of the dynamical behavior of linear systems as well as their advantages and limitations. Fundamental results and topics essential to linear systems theory are emphasized. The emphasis is on time-invariant systems, both continuous- and discrete-time. Key features and topics: * Notes, references, exercises, and a summary and highlights section at the end of each chapter. * Comprehensive index and answers to selected exercises at the end of the book. * Necessary mathematical background material included in an appendix. * Helpful guidelines for the reader in the preface. * Three core chapters guiding the reader to an excellent understanding of the dynamical behavior of systems. * Detailed coverage of internal and external system descriptions, including state variable, impulse response and transfer function, polynomial matrix, and fractional representations. * Explanation of stability, controllability, observability, and realizations with an emphasis on fundamental results. * Detailed discussion of state-feedback, state-estimation, and eigenvalue assignment. * Emphasis on time-invariant systems, both continuous- and discrete-time. For full coverage of time-variant systems, the reader is encouraged to refer to the companion book Linear Systems, which contains more detailed descriptions and additional material, including all the proofs of the results presented here. * Solutions manual available to instructors upon adoption of the text. A Linear Systems Primer is geared towards first-year graduate and senior undergraduate students in a typical one-semester introductory course on systems and control. It may also serve as an excellent reference or self-study guide for electrical, mechanical, chemical, and aerospace engineers, applied mathematicians, and researchers working in control, communications, and signal processing.



فهرست مطالب

Preface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . vii
1 System Models, Differential Equations, and Initial-Value
Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 Preliminaries. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2.1 Notation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.2.2 Continuous Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.3 Initial-Value Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.3.1 Systems of First-Order Ordinary Differential Equations 9
1.3.2 Classification of Systems of First-Order Ordinary
Differential Equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.3.3 nth-Order Ordinary Differential Equations. . . . . . . . . . . . 11
1.4 Examples of Initial-Value Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.5 Solutions of Initial-Value Problems: Existence, Continuation,
Uniqueness, and Continuous Dependence on Parameters .. . . . . 17
1.6 Systems of Linear First-Order Ordinary Differential Equations 20
1.6.1 Linearization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.6.2 Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.7 Linear Systems: Existence, Uniqueness, Continuation, and
Continuity with Respect to Parameters of Solutions. . . . . . . . . . 27
1.8 Solutions of Linear State Equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
1.9 Summary and Highlights . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
1.10 Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2 An Introduction to State-Space and Input–Output
Descriptions of Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
2.2 State-Space Description of Continuous-Time Systems . . . . . . . . 47
2.3 State-Space Description of Discrete-Time Systems . . . . . . . . . . . 50
2.4 Input–Output Description of Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
2.4.1 External Description of Systems: General Considerations 56
2.4.2 Linear Discrete-Time Systems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
2.4.3 The Dirac Delta Distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
2.4.4 Linear Continuous-Time Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
2.5 Summary and Highlights . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
2.6 Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
3 Response of Continuous- and Discrete-Time Systems . . . . . . 77
3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
3.2 Solving ˙ x = Ax and ˙ x = Ax + g(t): The State Transition
Matrix Φ(t,t 0 ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
3.2.1 The Fundamental Matrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
3.2.2 The State Transition Matrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
3.2.3 Nonhomogeneous Equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
3.3 The Matrix Exponential e At , Modes, and Asymptotic
Behavior of ˙ x = Ax . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
3.3.1 Properties of e At . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
3.3.2 How to Determine e At . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
3.3.3 Modes, Asymptotic Behavior, and Stability . . . . . . . . . . . 94
3.4 State Equation and Input–Output Description of
Continuous-Time Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
3.4.1 Response of Linear Continuous-Time Systems . . . . . . . . . 100
3.4.2 Transfer Functions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
3.4.3 Equivalence of State-Space Representations . . . . . . . . . . . 105
3.5 State Equation and Input–Output Description of
Discrete-Time Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
3.5.1 Response of Linear Discrete-Time Systems. . . . . . . . . . . . 108
3.5.2 The Transfer Function and the z-Transform . . . . . . . . . . 112
3.5.3 Equivalence of State-Space Representations . . . . . . . . . . . 115
3.5.4 Sampled-Data Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
3.5.5 Modes, Asymptotic Behavior, and Stability . . . . . . . . . . . 121
3.6 An Important Comment on Notation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
3.7 Summary and Highlights . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
3.8 Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
4 Stability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
4.2 The Concept of an Equilibrium. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
4.3 Qualitative Characterizations of an Equilibrium . . . . . . . . . . . . . 144
4.4 Lyapunov Stability of Linear Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
4.5 The Lyapunov Matrix Equation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
4.6 Linearization. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
4.7 Input–Output Stability. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
4.8 Discrete-Time Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
4.8.1 Preliminaries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
4.8.2 Linear Systems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
4.8.3 The Lyapunov Matrix Equation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
4.8.4 Linearization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
4.8.5 Input–Output Stability. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
4.9 Summary and Highlights . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
4.10 Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
5 Controllability and Observability:
Fundamental Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
5.2 A Brief Introduction to Reachability and Observability . . . . . . . 195
5.2.1 Reachability and Controllability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
5.2.2 Observability and Constructibility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
5.2.3 Dual Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
5.3 Reachability and Controllability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
5.3.1 Continuous-Time Time-Invariant Systems . . . . . . . . . . . . 205
5.3.2 Discrete-Time Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
5.4 Observability and Constructibility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
5.4.1 Continuous-Time Time-Invariant Systems . . . . . . . . . . . . 219
5.4.2 Discrete-Time Time-Invariant Systems . . . . . . . . . . . . . . . 225
5.5 Summary and Highlights . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
5.6 Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
6 Controllability and Observability:
Special Forms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
6.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
6.2 Standard Forms for Uncontrollable and Unobservable Systems 237
6.2.1 Standard Form for Uncontrollable Systems . . . . . . . . . . . 238
6.2.2 Standard Form for Unobservable Systems . . . . . . . . . . . . 241
6.2.3 Kalman’s Decomposition Theorem. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
6.3 Eigenvalue/Eigenvector Tests for Controllability and
Observability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
6.4 Controller and Observer Forms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
6.4.1 Controller Forms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
6.4.2 Observer Forms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
6.5 Summary and Highlights . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
6.6 Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
7 Internal and External Descriptions:
Relations and Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
7.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
7.2 Relations Between State-Space and Input–Output
Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
7.3 Relations Between Lyapunov and Input–Output Stability . . . . . 281
7.4 Poles and Zeros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
7.4.1 Smith and Smith–McMillan Forms. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
7.4.2 Poles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
7.4.3 Zeros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
7.4.4 Relations Between Poles, Zeros, and Eigenvalues of A . . 290
7.5 Polynomial Matrix and Matrix Fractional Descriptions of
Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
7.5.1 A Brief Introduction to Polynomial and Fractional
Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
7.5.2 Coprimeness and Common Divisors . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
7.5.3 Controllability, Observability, and Stability . . . . . . . . . . . 303
7.5.4 Poles and Zeros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304
7.6 Summary and Highlights . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
7.7 Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
8 Realization Theory and Algorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313
8.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313
8.2 State-Space Realizations of External Descriptions. . . . . . . . . . . . 313
8.2.1 Continuous-Time Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
8.2.2 Discrete-Time Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315
8.3 Existence and Minimality of Realizations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316
8.3.1 Existence of Realizations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316
8.3.2 Minimality of Realizations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317
8.3.3 The Order of Minimal Realizations . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
8.3.4 Minimality of Realizations: Discrete-Time Systems . . . . 323
8.4 Realization Algorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
8.4.1 Realizations Using Duality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
8.4.2 Realizations in Controller/Observer Form . . . . . . . . . . . . 326
8.4.3 Realizations with Matrix A Diagonal . . . . . . . . . . . . . . . . 339
8.4.4 Realizations Using Singular-Value Decomposition. . . . . . 341
8.5 Polynomial Matrix Realizations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343
8.6 Summary and Highlights . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345
8.7 Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346
9 State Feedback and State Observers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351
9.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351
9.2 Linear State Feedback . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352
9.2.1 Continuous-Time Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352
9.2.2 Eigenvalue Assignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355
9.2.3 The Linear Quadratic Regulator (LQR):
Continuous-Time Case . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369
9.2.4 Input–Output Relations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372
9.2.5 Discrete-Time Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376
9.2.6 The Linear Quadratic Regulator (LQR): Discrete-Time
Case . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377
9.3 Linear State Observers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378
9.3.1 Full-Order Observers: Continuous-Time Systems . . . . . . 378
9.3.2 Reduced-Order Observers: Continuous-Time Systems . . 383
9.3.3 Optimal State Estimation: Continuous-Time Systems . . 385
9.3.4 Full-Order Observers: Discrete-Time Systems . . . . . . . . . 387
9.3.5 Reduced-Order Observers: Discrete-Time Systems . . . . . 391
9.3.6 Optimal State Estimation: Discrete-Time Systems . . . . . 391
9.4 Observer-Based Dynamic Controllers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392
9.4.1 State-Space Analysis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393
9.4.2 Transfer Function Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 397
9.5 Summary and Highlights . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400
9.6 Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405
10 Feedback Control Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411
10.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411
10.2 Interconnected Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411
10.2.1 Systems Connected in Parallel and in Series . . . . . . . . . . 411
10.2.2 Systems Connected in Feedback Configuration . . . . . . . . 413
10.3 Parameterization of All Stabilizing Feedback Controllers.. . . . . 422
10.3.1 Stabilizing Feedback Controllers Using Polynomial
MFDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423
10.3.2 Stabilizing Feedback Controllers Using Proper and
Stable MFDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 426
10.4 Two Degrees of Freedom Controllers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431
10.4.1 Internal Stability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432
10.4.2 Response Maps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435
10.4.3 Controller Implementations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 439
10.4.4 Some Control Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445
10.5 Summary and Highlights . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447
10.6 Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 451
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452
A Appendix. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455
A.1 Vector Spaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455
A.1.1 Fields . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455
A.1.2 Vector Spaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456
A.2 Linear Independence and Bases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 460
A.2.1 Linear Subspaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 460
A.2.2 Linear Independence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461
A.2.3 Linear Independence of Functions of Time . . . . . . . . . . . . 462
A.2.4 Bases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463
A.3 Linear Transformations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464
A.3.1 Linear Equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465
A.3.2 Representation of Linear Transformations by Matrices . 466
A.3.3 Solving Linear Algebraic Equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . 469
A.4 Equivalence and Similarity. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 471
A.4.1 Change of Bases: Vector Case . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 471
A.4.2 Change of Bases: Matrix Case . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472
A.4.3 Equivalence and Similarity of Matrices . . . . . . . . . . . . . . . 473
A.5 Eigenvalues and Eigenvectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 474
A.5.1 Characteristic Polynomial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 474
A.5.2 The Cayley–Hamilton Theorem and Applications . . . . . . 475
A.5.3 Minimal Polynomials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 477
A.6 Diagonal and Jordan Canonical Form of Matrices. . . . . . . . . . . . 478
A.7 Normed Linear Spaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483
A.8 Some Facts from Matrix Algebra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486
A.9 Numerical Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 487
A.9.1 Solving Linear Algebraic Equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . 488
A.9.2 Singular Values and Singular Value Decomposition . . . . 491
A.9.3 Least-Squares Problem .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 496
A.10 Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 497
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 497
Solutions to Selected Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 499
Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 505




نظرات کاربران

تمامی حقوق معنوی و مادی وبسایت متعلق به اینترنشنال لایبرری می باشد
نماد اعتماد الکترونیکی