线性系统理论和设计(Linear system theory and design)
作者: Chi-Tsong Chen
出版社: Oxford University Press, USA; 3 edition (August 14, 1998)

这是一本介绍现代控制的入门书, 主要讲述状态空间描述, 系统的能控性和可观性, 状态反馈控制.


Table of Contents
Preface
1. Introduction
1.1. Introduction
1.2. Overview

2. Mathematical Descriptions of Systems
2.1. Introduction
2.2. Linear Systems
2.3. Linear Time-Invariant (LTI) Systems
2.4. Linearization
2.5. Examples
2.6. Discrete-Time Systems

3. Linear Algebra
3.1. Introduction
3.2. Basis, Representation, and Orthonormalization
3.3. Linear Algebraic Equations
3.4. Similarity Transformation
3.5. Diagonal Form and Jordan Form
3.6. Functions of a Square Matrix
3.7. Lyapunov Equation
3.8. Some Useful Formula
3.9. Quadratic Form and Positive
3.10. Singular Value Decomposition
3.11. Norms of Matrices

4. State-Space Solutions and Realizations
4.1. Introduction
4.2. Solution of LTI State Equations
4.3. Equivalent State Equations
4.4. Realizations
4.5. Solution of Linear Time-Varyubg (LTV) Equations
4.6. Equivalent Time-Varying Equations
4.7. Time-Varying Realizations

5. Stability
5.1. Introduction
5.2. Input-Output Stability of LTI Systems
5.3. Internal Stability
5.4. Lyapunov Theorem
5.5. Stability of LTV Systems

6. Controllability and Observability
6.1. Introduction
6.2. Controllability
6.3. Observability
6.4. Canonical Decomposition
6.5. Conditions in Jordan-Form Equations
6.6. Discrete-Time State Equations
6.7. Controllability After Sampling
6.8. LTV State Equations

7. Minimal Realizations and Coprime Fractions
7.1. Introduction
7.2. Implications of Coprimeness
7.3. Computing Coprime Fractions
7.4. Balanced Realization
7.5. Realizations From Markov Parameters
7.6. Degree of Transfer Matrices
7.7. Minimal Realizations- Matrix Case
7.8. Matrix Polynomial Fractions
7.9. Realization from Matrix Coprime Fractions
7.10. Realizations from Matrix Markov Parameters
7.11. Concluding Remarks

8. State Feedback and State Estimators
8.1. Introduction
8.2. State Feedback
8.3. Regulation and Tracking
8.4. State Estimator
8.5. Feedback from Estimated States
8.6. State Feedback-Multivariable Case
8.7. Sate Estimators-Multivariable Case
8.8. Feedback from Estimated States-Multivariable Case

9. Pole Placement and Model Matching
9.1. Introduction
9.2. Unity-Feedback and Configuration-Pole Placement
9.3. Implementable Transfer Functions
9.4. Multivariable Unity Feedback Systems
9.5. Multivariable Model Marching-Two-Parameter Configuration
9.6. Concluding Remarks
References
Answers to Selected Problems
Index

楼主不厚道

电力拖动自动控制系统：运动控制系统（第３版）附光盘
作者：陈伯时
简介：本书系普通高等教育“九五”国家级重点教材面向21世纪课程。
本书是根据全国高等院校电工及自动化类专业教学指导委员会制定的教材规划编写的，是本教材的修订第3版。自本书第2版1993年出版以来，有关的科学技术已经取得了很大进步，电力电子变换器以晶闸管为主的可控器件已逐步被功率开关器件所取代，变换技术也因此由相位控制转变成脉宽调制（PWM）；模拟电子控制器已基本上让位于数字电子控制器；交流以可调拖动逐步取代直流拖动已经成为不争的事实，交流拖动控制技术本身也有不小的进展。本书针对这些技术发展进行了全面的修订。
在内容上，本书包括直流拖动控制系统和交流拖动控制系统两篇。编写思路继承了前两版的特色，理论和实际相结合，应用自动控制理论解决电力拖动控制系统的分析和设计问题，以控制规律为主线，由简入繁、由低及高地循序深入，主要论述了系统的静、动态性能，并发展了实用价值很高的工程设计方法。
本书可作为高等学校电气工程与自动化、电气工程及其自动化专业和自动化专业的教材，也可供有关工程师和技术人员参考。

目录 ：
前言
常用符号表
第1篇 直流拖动控制系统
第1章 闭环控制的直流调速
1.1 直流调速系统用的可控直流电源
1.2 晶闸管——电动机系统（V——M系统）的主要问题
1.3 直流脉宽调速系统的主要问题
1.4 反馈控制闭环直流调速系统的稳态分析和设计
1.5 反馈控制闭环直流调速系统的动态数学模型
1.6 比例积分控制规律和无静差调速系统
1.7 电压反馈电流补偿控制的直流调速系统
习题
第2章 转速、电流双闭环直流调速系统和调节器的工程设计方法
2.1 转速、电流双闭环直流调速系统的组成及其静特性
2.2 双闭环直流调速系统的数学模型和动态性能分析
2.3 调节器的工程设计方法
2.4 按工程设计方法设计双闭环系统的调节器
2.5 转速超调的抑制——转速微分负反馈
2.6 弱磁控制的直流调速系统
习题
第3章 直流调速系统的数字控制
3.1 微型计算机数字控制的主要特点
3.2 微机数字控制双闭环直流调速系统的硬件和软件
3.2 微机数字控制双闭环直流调速系统的软件框图
3.3 数字测速与滤波
3.4 数字IP调节器
3.5 按离散控制系统设计数字控制器
3.6 数字控制系统的故障检测、保护与自诊断
习题
第4章 可逆直流调速系统和位置随动系统
4.1 可逆直流调速系统
4.2 位置随动系统
第2篇 交流拖动控制系统
第5章 闭环控制的异步电动机变压调速系统——种转差功率消耗型调速系统
5.1 异步电动机变压调速电路
5.2 异步电动机改变电压时的机械特性
……
附录
教学实验参考
部分习题参考答案
参考文献

作者简介 ：
    陈伯时，1928年6月生，教授、博士生导师。1949年毕业于清华大学电机系，1954年哈尔滨工业大学电机系研究生毕业。1949年至1983年于清华大学电机系、自动化系任教，1983年至1998年于上海工业大学、上海大学自动化系任教。曾任国务院学位委员会电工学科评议组成员、欧洲电力电子学会（EPE）国际指导委员会委员、中国电工技术学会事理、电控系统与装置专业委员会副主任委员、电力电子学会副理事长、上海电力电子学会理事长、中国自动化学会电气自动化专业委员会副主任委员、全国高校电工及自动化类专业教学指导委员会副主任委员。长期从事电气传动及自动控制教学与科研工作，民同行合作编著有《自动控制系统》、《电力拖动自运河控制系统》、《交流调速系统》、译校《电气传动控制》等，在国内发表学术论文110余篇。曾获“科技进步奖”等省部级奖励多项。

计算机控制系统 （普通高等教育“十一五”国家级规划教材 ）
作者：高金源，等
出版社：清华大学出版社
定价：45元

内容简介：
本书系统地讲述计算机控制系统基本原理与实现技术问题。全书共10章，分为三部分：（1）计算机控制的基础理论，包括计算机控制概述、系统信号分析、计算机控制系统数学描述、离散系统分析； （2）计算机控制系统设计，包括连续域离散化设计、直接离散域设计（如根轨迹设计、w′域设计）和状态空间设计等； （3）计算机控制系统工程实现技术，包括计算机控制系统的构建、工程实现的某些问题（如量化误差分析、采样周期的选取以及抗干扰和可靠性等）、嵌入式系统、可编程控制器、集散控制系统、总线控制系统及控制网络系统。最后一章介绍了三个应用实例。书末附有z变换的常用表，全书各章的习题均放在附录中。在所附光盘中，给出本书所涉及的MATLAB常用指令表和符号语言工具箱、部分习题解答、基于本书内容的教师用电子教案。
本书可作为高等学校自动控制（自动化）、电气工程、仪器仪表及机电一体化专业的教材，也可作为研究生教学的基础教材，同时也是有关工程技术人员的有用参考资料。

目录：
第1章计算机控制导论1
1.1计算机控制系统概述1
1.1.1计算机控制系统组成1
1.1.2计算机控制系统特点4
1.1.3计算机控制系统优点4
1.2计算机控制系统的发展与应用6
1.2.1计算机控制系统发展概述6
1.2.2计算机控制系统应用与分类8
1.3计算机控制系统的理论与设计问题12
1.3.1计算机控制系统的理论问题12
1.3.2计算机控制系统的设计与实现15
本章小结17

第2章计算机控制系统信号分析18
2.1控制系统中信号分类18
2.1.1A/D变换20
2.1.2D/A变换21
2.1.3计算机控制系统中信号的分类22
2.2理想采样过程的数学描述及特性分析23
2.2.1采样过程的描述23
2.2.2理想采样信号的时域描述24
2.2.3理想采样信号的复域描述26
2.2.4理想采样信号的频域描述29
2.2.5采样定理34
2.2.6前置滤波器37
2.3信号的恢复与重构39
2.3.1理想恢复过程39
2.3.2非理想恢复过程40
2.3.3零阶保持器41
2.3.4后置滤波43
2.4信号的整量化43
2.5计算机控制系统简化结构44
本章小结45

第3章计算机控制系统的数学描述47
3.1离散系统的时域描述——差分方程47
3.1.1差分的定义47
3.1.2差分方程48
3.1.3线性常系数差分方程的迭代求解49
3.2z变换50
3.2.1z变换的定义50
3.2.2z变换的基本定理53
3.2.3求z变换及反变换的方法56
3.2.4差分方程的z变换解法61
3.3脉冲传递函数61
3.3.1脉冲传递函数定义61
3.3.2脉冲传递函数特性62
3.3.3差分方程与脉冲传递函数63
3.4离散系统的方块图分析64
3.4.1环节连接的等效变换65
3.4.2闭环反馈系统脉冲传递函数67
3.4.3计算机控制系统的闭环脉冲传递函数69
3.4.4干扰作用时闭环系统的输出72
3.5离散系统的频域描述73
3.5.1离散系统频率特性的定义73
3.5.2离散系统频率特性的计算73
3.5.3离散系统频率特性的特点77
3.6离散系统的状态空间描述81
3.6.1由差分方程建立离散状态方程81
3.6.2由脉冲传递函数建立离散状态方程83
3.6.3计算机控制系统状态方程85
3.6.4离散状态方程求解89
3.6.5脉冲传递函数阵90
3.7应用实例90
本章小结95

第4章计算机控制系统分析97
4.1s平面和z平面之间的映射97
4.1.1s平面和z平面的基本映射关系97
4.1.2s平面上等值线在z平面的映射101
4.2稳定性分析103
4.2.1离散系统的稳定条件104
4.2.2稳定性的检测105
4.2.3采样周期与系统稳定性108
4.3稳态误差分析109
4.3.1离散系统稳态误差的定义109
4.3.2离散系统稳态误差的计算110
4.3.3采样周期对稳态误差的影响113
4.4时域特性分析115
4.4.1离散系统动态特性指标的提法及限制条件115
4.4.2极点零点位置与时间响应的关系116
4.4.3采样系统动态响应的计算120
4.5频域特性分析121
4.5.1频域系统稳定性的分析121
4.5.2相对稳定性的检验123
4.6应用实例124
本章小结126

第5章计算机控制系统的经典设计方法128
5.1连续域—离散化设计128
5.1.1设计原理和步骤128
5.1.2各种离散化方法130
5.2数字PID控制器设计156
5.2.1数字PID基本算法156
5.2.2数字PID控制算法改进159
5.2.3PID调节参数的整定164
5.3控制系统z平面设计性能指标要求167
5.3.1时域性能指标要求167
5.3.2频域性能指标要求169
5.4z平面根轨迹设计170
5.4.1z平面根轨迹170
5.4.2z平面根轨迹设计方法172
5.5w′变换及频率域设计178
5.5.1w′变换178
5.5.2w′域设计法182
5.5.3设计举例182
本章小结187

第6章计算机控制系统状态空间设计189
6.1离散系统状态空间描述的基本特性190
6.1.1可控性与可达性190
6.1.2可观性194
6.1.3可控性及可观性某些问题的说明196
6.1.4采样系统可控可观性与采样周期的关系198
6.2状态反馈控制律的极点配置设计200
6.2.1状态反馈控制201
6.2.2单输入系统的极点配置203
6.2.3多输入系统的极点配置208
6.3状态观测器设计209
6.3.1系统状态的开环估计209
6.3.2全阶状态观测器设计210
6.3.3降维状态观测器216
6.4调节器设计（控制律与观测器的组合）217
6.4.1调节器设计分离原理218
6.4.2调节器系统的控制器218
6.4.3控制律及观测器极点选择219
6.5最优二次型设计222
6.5.1概述222
6.5.2无限时间离散最优二次型223
6.5.3采样系统最优二次型设计225
6.5.4离散最优二次型调节器228
本章小结229

第7章计算机控制系统组建以及实现技术230
7.1硬件组成及输入输出接口231
7.1.1控制用计算机系统的硬件要求232
7.1.2控制用计算机的选择235
7.1.3计算机控制系统的模拟输出通道237
7.1.4计算机控制系统的模拟输入通道242
7.1.5计算机控制系统的数字输入输出通道248
7.1.6信号的调理250
7.1.7总线技术251
7.2系统测试信号的处理256
7.2.1测试信号的滤波256
7.2.2测试信号的线性化处理259
7.3计算机控制系统的实时软件设计260
7.3.1软件的分类260
7.3.2实时控制程序设计语言的选用262
7.3.3实时控制软件的设计263
7.4控制算法的编排实现266
7.4.1控制算法的编排结构266
7.4.2比例因子的配置268
7.5量化效应分析272
7.5.1有限字长二进制特性273
7.5.2计算机控制系统中的量化277
7.5.3量化误差分析277
7.5.4量化效应的非线性分析281
7.5.5控制算法δ变换描述284
7.6采样频率的选取286
7.6.1采样频率对系统性能的影响286
7.6.2选择采样频率的经验规则289
7.6.3多采样频率配置290
7.7计算机控制系统的抗干扰及可靠性技术291
7.7.1干扰源及抗干扰措施291
7.7.2提高系统可靠性的措施297
本章小结301

第8章嵌入式系统及可编程控制器303
8.1嵌入式系统303
8.1.1概述303
8.1.2软硬件协同设计技术307
8.1.3实时操作系统310
8.1.4嵌入式系统的开发316
8.1.5嵌入式控制系统设计实例324
8.2可编程控制器（PLC）327
8.2.1概述327
8.2.2PLC的结构和工作原理331
8.2.3PLC常用编程语言337
8.2.4PLC的应用实例342
8.2.5PLC的网络系统347
本章小结350

第9章控制网络系统及网络控制技术351
9.1集散控制系统352
9.1.1概述352
9.1.2功能分层体系及基本结构354
9.1.3集散控制系统的组态性362
9.2现场总线控制系统366
9.2.1概述367
9.2.2现场总线类型371
9.2.3典型应用系统构成380
9.3以太控制网络系统385
9.3.1控制网络的技术基础387
9.3.2以太控制网络系统的组成及其特点392
9.3.3以太网用于工业现场的关键技术393
9.4控制网络与管理网络集成技术397
9.4.1网络互联技术398
9.4.2动态数据交换技术398
9.4.3远程通信技术399
9.4.4数据库访问技术400
9.5网络控制系统及其时间同步401
9.5.1网络控制系统定义及存在问题401
9.5.2传输延迟的分析402
9.5.3网络控制的时钟同步403
9.6闭环网络控制系统分析405
9.6.1基于事件驱动的稳定性分析406
9.6.2基于时间驱动的稳定性分析408
9.7闭环网络控制系统的控制器设计方法410
9.7.1确定性控制设计方法410
9.7.2存在问题412
本章小结413

第10章计算机控制系统设计与应用实例414
10.1双摆实验系统的计算机控制设计与实现414
10.1.1双摆实验控制系统介绍415
10.1.2双摆控制系统的整体方案416
10.1.3双摆系统数学建模417
10.1.4系统控制器设计420
10.1.5软件设计423
10.1.6闭环控制实验结果423
10.2转台计算机伺服控制系统设计426
10.2.1转台系统介绍427
10.2.2三轴测试转台的总体控制结构428
10.2.3转台单框的数学模型429
10.2.4转台单框控制回路设计429
10.2.5控制系统软件设计432
10.2.6控制律及仿真结构434
10.2.7实际控制效果434
10.3民用机场供油集散系统435
10.3.1民用机场供油系统工艺简介435
10.3.2机场供油系统的总体结构436
10.3.3网络设计438
10.3.4功能设计438
10.3.5硬件设计439
10.3.6软件设计440
10.3.7实际应用441
本章小结444
附录A　z变换表445
附录B　习题448
参考文献479，

模糊控制原理与应用（第二版）——电气自动化新技术丛书
作者：诸静 等著
出版社：机械工业出版社
定价：49元

内容提要：
    “模糊控制”是近代控制理论中一种基于语言规则与模糊推理的高级控制策略和新颖技术。它是智能控制的一个重要分支，发展迅速，应用广泛，实效显著，引人关注。
　　本书主要内容有：模糊数学基础；模糊控制基本原理；模糊控制系统与模糊控制器设计和分析；模糊控制理论研究与模糊集成控制；以及模糊控制的应用等。原理部分的阐述条理清楚，通俗易懂；应用实例面广量多，说明详实；图文并茂，由浅入深；开卷有益，宜于自学入门。
　　本书的读者以自动化领域的工程技术人员和科研工作者为主，既宜于自字入门，开卷有益；也可作为各高等院校教师、研究生、高年级学生教学与参考用书。

目录：
序言
前言
第1章 绪论
1.1 模糊控制理论研究概况
1.2 模糊控制应用领域与现状
1.3模糊理论研究的新动向
1.4模糊控制研究存在的主要问题
1.5自动控制理论发展简史
第2章 模糊控制的数学基础
2.1清晰集合模糊集合模糊关系
2.2模糊图与模糊网络
附录2.A 几个运算性质的证明
附录2.B F集合基本原理的证明与推广
附录2.C t算则与s算则
第3章 模糊控制的基础理论
3.1模糊逻辑系统
3.2模糊控制中的知识表示
3.3模糊推荐
3.4基于嵌入式模糊Petri网的知识推理
附录3.A II型模糊集
附录3.B 模糊条件语句的几种真域模型
附录3.C 一些常用的模糊蕴涵算子
第4章 模糊控制系统与模糊控制器
4.1模糊控制系统
4.2模糊控制器
4.3一个简单的模糊控制系统实例
附录4.A 模糊控制器的多值电特性
第5章 模糊控制系统的设计与分析
5.1模糊控制器的设计
5.2模糊控制器的静态特性分析
5.3模糊控制器的动态特性分析
附录5.A 有关控制规则干涉性的几个定理证明
第6章 模糊控制理论研究
……
第7章 模糊控制的应用
第8章 模糊集成控制器与系统
第9章 模糊控制用的通用芯片与支持系统
附录A 符号集表
附录B 基本运算表
附录C 基本规律表
附录D 基本性质表
参考文献

[ Last edited by wildfox001 on 2007-6-13 at 14:21 ]

线性系统理论和设计
作 者：          仝茂达 编著
出版社： 中国科学技术大学出版社
出版时间：          1998-8第1版
印刷时间：         2004-3第2次印刷作

由控制理论和电路理论专家创建起来的状态空间理论和多项式矩阵理论构成现代线性系统理论的基础，它已成为电子类专业、系统工程专业和控制专业高年级本科生和研究生的基本课程。本书的内容选自上世纪80年代至90年代国际上有影响的同类教材和权威杂志上的原始文献，同时参考了国内同类的优秀教材，并结合了作者教学和研究上的体会和浅见，差不多反映了这一领域50年代末期以来的主要成果。本书注重理论严谨、深入浅出、理论联系实际，例举了近150道与实际应用有关的例题，以便于读者自学。
    本书不仅可作为上述各专业本科生和研究生的教材，也可作为理工科其他专业如经济管理专业本科生和研究生的教材；也可供高校教师，厂矿企业工程师以及工程研究人员参考。

目录:
第一章 数学基础
第二章 系统的状态空间模型
第三章 系统的状态响应和输出响应
第四章 系统的能控性和能观性
第五章 传递函数矩阵的状态空间实现
第六章 系统的稳定性
第七章 状态反馈和状态观测器
第八章 多项式矩阵和矩阵分式
第九章 系统的多项矩阵描述（PMD）和传递函数矩阵性质
第十章 多变量反馈系统的设计
参考文献
进一步参考文献

自动控制原理（修订版）——中国科学院指定考研参考书
作 者：          庞国仲 编
出版社： 中国科学技术大学出版社
印刷时间：          2006-8第3次印刷书

书籍介绍：
本书比较全面的阐述了古典控制理论，包括单变量线性鼎昌系统的数学描述及性能指标、时域分析、根轨迹法和频率特性法，系统的设计与校正、控制对象时滞特性及时滞系统的设计方法。还较系统的介绍了非线性系统的分析方法，包括描述函数法、相平面法，非线性系统线性化及基于这一理论的试验建模方法。.

在阐述理论和方法时，特别注重控制理论中的基本概念，如反馈、动态、稳定性和非线性线性化等。

本书注重控制系统的实际知识，如控制对象的动态特性和工程上通常采用的简化处理方法，时滞系统设计等。

本书配有较多的习题和例题，以利读者深入理解和运用基本理论。

本熟客作为高等学校自动控制专业与有关专业本科生学习自动控制理论的教材，一刻作为科技和工程人员进修自动控制理论的参考书。

【目录】  
前言.
1绪论
1.1引言
1.2人工控制和自动控制
1.3开环控制系统
1.4闭环控制系统
1.5反馈控制系统的组成.分类和性能指标
习题
2单变量线性定常系统的数学描述
2.1系统的动态特性
2.2单变量线性定常系统的数学描述
2.3典型环节及其传递函数
2.4控制系统方块图
2.5信号流图
2.6非线性微分方程线性化
习题
3单变量线性定常系统的性能指标
3.1引言
3.2单变量线性定常系统的输出响应
3.3单变量线性定常系统的稳定性
3.4劳斯稳定判据
3.5控制系统的瞬态特性
3.6控制系统的稳态特性
3.7动态误差系数
习题
4控制系统中的反馈
4.1引言
4.2反馈可减小系统参数的变化
4.3反馈可改善系统的瞬态特性
4.4反馈可减弱干扰信号的影响
4.5例题
习题
5时域分析
5.1引言
5.2典型输入信号
5.3脉冲响应函数
5.4一阶系统
5.5二阶系统
5.6二阶系统的校正
5.7高阶系统
5.8复平面上稳定性分析
习题
6根轨迹法
6.1引言
6.2根轨迹的基本原理
6.3绘制根轨迹图的规则
6.4非最小相位系统根轨迹图
6,5参数根轨迹
6.6二阶系统的根轨迹校正..
习题
7频域分析
7.1频率特性
7.2幅相特性
7.3对数频率特性
7.4对数幅相特性
7.5奈魁斯特稳定判据
7.6控制系统的相对稳定性
7,7闭环频率特性
7.8频域性能指标与时域性能指标间的关系
习题
8工业对象的动态特性及测试方法
8.1引言
8.2工业加热炉的动态特性
8.3控制对象动态特性的测试方法
8.4由测试的数据或曲线求对象的数学模型
习题
9控制系统设计与校正
9.1引言
9.2校正方法和校正装置
9.3用根轨迹法对系统进行串联校正
9.4用频率响应法对系统进行串联校正
9.5反馈校正
9.6其它控制方式
习题
10时滞系统分析与设计
10.1引言
10.2时滞系统的频域分析
10.3时滞系统的根轨迹分析
10.4时滞系统的分析与设计方法
10.5采用Smith预估时滞系统的稳定性
习题
11非线性系统
11.1引言
11.2常见的非线性因素及对系统特性的影响
11.3非线性系统的描述函数方法
11.4非线性系统相平面分析方法
11.5利用非线性特性改善系统性能
习题
附录拉普拉斯变换
参考文献共

高等过程控制——《信息、控制与系统》系列教材
作 者：          王桂增、王诗宓
出版社：         清华大学出版社
ISBN：          7302049629
价 格：         原价：21元 限时优惠价：16.59元价 格
出版时间：         2002-3第1版
印刷时间：         2002-3第1次印刷I

图书简介：
全书共8章，主要包括最优预测、预测控制、推理控制、过程优化、多变量控制系统、非线性控制系统的逆系统设计方法、动态系统故障诊断等。书末包括PLS算法的一些性质证明等四个附录。
本书既可作为自动化有关专业高年级学生的教材，也可作为科研和工程技术人员的参考书。

前言：
高等过程控制因其良好的控制效果和明显的经济效益而受到工业界的重视，并且成为过程控制领域的热门研究课题。有关高等过程控制，目前尚无严格而统一的定义。习惯上，将基于数学模型而又必须用计算机来实现的过程控制算法统称为高等过程控制策略，如补偿控制(包括Smith补偿控制、前馈控制等)、推理控制、预测控制、自适应控制、多变量控制、非线性控制等。广义地讲，质量预估、过程优化和动态系统故障诊断也可列入高等过程控制的范畴。
“高等过程控制”是清华大学自动化系为本科高年级学生开设的一门选修课，本书内容是在讲稿的基础上整理、修改而成的。由于补偿控制已为大家所熟悉并已在实际中得到广泛应用，自适应控制已有多种专门著作，考虑到篇幅有限，本书均未将其列入。列入本书的内容多为近10多年来在过程控制技术领域中发展比较快、研究比较活跃的一些新方法，其中包括作者及同事的研究成果。这些方法已取得实验成果或在工业上得到应用，而且具有广阔应用前景。本书可作为自动化有关专业高年级学生的教材，对从事自动化事业的工程技术人员也有一定的参考价值。
本书共分8章，第1、2、6章由王桂增教授编写，第3、4章由王诗宓教授编写，第5章由李春文教授编写，第7章由徐博文教授编写，第8章由王桂增教授和叶昊副教授共同编写。
本书在编写过程中，方崇智教授给予了很多关心和指导，并审阅了全文，在此谨致衷心的感谢。由于作者水平有限，本书的不足在所难免，恳请读者批评指正。

目录：
第1章绪论1
1.1连续过程自动化的发展趋势1
1.2高等过程控制的地位和作用2
1.3本书内容安排3

第2章最优估计5
2.1概述5
2.2线性系统的动态最优预测6
2.2.1最优预测的显式算法6
2.2.2最优预测的隐式算法10
2.2.3多步预测11
2.3回归分析方法13
2.3.1引言13
2.3.2线性化回归13
2.3.3回归系数的显著性检验16
2.3.4逐步回归17
2.4部分最小二乘法20
2.4.1引言20
2.4.2主元分析与主元回归21
2.4.3部分最小二乘法25
2.5数据处理分组方法28
2.5.1引言28
2.5.2基本的数据处理分组方法29
2.5.3改进的数据处理分组方法32
参考文献34

第3章预测控制35
3.1概述35
3.2动态矩阵控制的基本原理36
3.2.1预测模型36
3.2.2输出预测37
3.2.3参考轨迹39
3.2.4性能指标39
3.3动态矩阵控制的基本算法39
3.3.1单值预测40
3.3.2多值预测41
3.3.3多输入多输出系统的动态矩阵控制算法43
3.4动态矩阵控制的性能分析46
3.5模型算法控制49
3.6预测控制应用中的一些问题51
3.6.1控制回路结构51
3.6.2非最小相位系统的模型选择53
3.6.3多输入多输出情形54
3.6.4参数选择54
3.7广义预测控制55
3.7.1自回归积分滑动平均模型56
3.7.2丢番图方程的递推计算57
3.7.3滚动优化59
3.8广义预测控制的基本特性和参数选择62
3.8.1广义预测控制的稳定性62
3.8.2广义预测控制的其他性能64
3.8.3参数选择68
参考文献69

第4章多变量控制系统70
4.1概述70
4.2多变量系统的表示法71
4.2.1对象模型的内部描述法71
4.2.2对象模型的外部描述法71
4.2.3非参数模型74
4.3多变量系统的基本关系75
4.3.1传递函数矩阵的极点和零点75
4.3.2系统的极点和零点76
4.3.3系统的能控性和能观性78
4.3.4闭环系统的传递函数矩阵80
4.4相对增益阵列81
4.4.1多回路控制系统的互联82
4.4.2相对增益阵列84
4.5极点配置问题86
4.5.1状态反馈极点配置87
4.5.2输出反馈极点配置89
4.6解耦控制91
4.6.1串联解耦91
4.6.2线性状态反馈解耦92
4.6.3线性输出反馈解耦93
4.7逆奈氏阵列方法94
4.7.1对角优势95
4.7.2稳定性定理96
4.7.3对角优势性的获取98
4.7.4前置补偿器的设计99
4.7.5闭环特性的估算99
4.7.6正奈氏阵列法100
4.7.7鲁棒对角优势102
4.8特征轨迹方法103
4.8.1传递函数矩阵的特征分解和稳定性判据104
4.8.2互联和失配角104
4.8.3近似可交换控制器105
4.8.4近似实特征方向的求取106
4.8.5设计方法107
参考文献108

第5章非线性控制系统的逆系统设计方法109
5.1概述109
5.2基本原理与设计方法110
5.2.1系统的逆110
5.2.2逆系统方法原理与单变量系统的设计115
5.3多变量系统的设计117
5.3.1多变量微分方程系统的设计117
5.3.2一类多变量状态方程系统的设计119
5.3.3多变量伪线性系统综合121
5.3.4解耦与镇定123
5.4状态观测器设计124
5.4.1规范型观测器理论与设计125
5.4.2设计方法的某些推广128
5.5应用举例129
参考文献132

第6章推理控制133
6.1推理控制系统的组成133
6.1.1问题的提出133
6.1.2推理控制系统的组成134
6.1.3推理控制器的设计136
6.1.4静态推理控制137
6.2模型误差对系统性能的影响138
6.2.1扰动通道模型误差的影响138
6.2.2控制通道模型误差的影响138
6.2.3推理\|反馈控制系统140
6.3输出可测条件下的推理控制141
6.3.1系统组成141
6.3.2模型误差对系统性能的影响142
6.3.3自适应推理控制143
6.3.4预测推理控制144
6.4多变量推理控制146
6.4.1控制器的V规范型结构147
6.4.2V规范型控制器的设计148
6.4.3滤波阵的选择154
6.5应用举例155
6.5.1应用实例155
6.5.2二次输出量的选择157
6.5.3控制作用的限幅157
参考文献158

第7章过程优化159
7.1概述159
7.1.1基本概念159
7.1.2实现过程优化的关键技术160
7.2过程建模160
7.2.1引言160
7.2.2数学模型的类型161
7.2.3稳态数学模型的建立162
7.3过程优化模型166
7.3.1目标函数166
7.3.2约束条件167
7.3.3优化模型的建立168
7.4优化算法170
7.4.1优化算法的选择170
7.4.2基于遗传算法的优化计算170
7.5过程优化控制183
7.5.1优化控制的功能结构183
7.5.2优化控制的实现183
参考文献187

第8章动态系统故障诊断188
8.1基本概念188
8.1.1故障与故障诊断188
8.1.2故障与故障诊断的分类189
8.1.3故障诊断系统性能评价189
8.2基于状态估计的故障诊断方法190
8.2.1冗余信号的产生190
8.2.2故障检测与定位191
8.2.3仪表故障诊断实例194
8.3故障检测观测器196
8.3.1引言196
8.3.2故障检测观测器及其结构条件和鲁棒性条件197
8.3.3检测观测器组和诊断逻辑的设计200
8.3.4故障检测观测器的设计步骤201
8.3.5设计举例203
8.4基于时序分析的故障诊断方法206
8.4.1时序建模206
8.4.2判别函数208
8.4.3应用举例213
8.5基于时频分析的故障诊断方法216
8.5.1小波变换简介216
8.5.2利用观测信号的奇异性进行故障检测218
8.5.3利用观测信号频率结构的变化进行故障诊断221
8.6智能故障诊断方法226
8.6.1引言226
8.6.2人工神经元网络简介227
8.6.3基于递阶神经元网络的故障诊断232
8.6.4基于自适应神经元网络的故障诊断234
8.7大系统的故障诊断240
8.7.1重叠分解的概念241
8.7.2确定性大系统的重叠分解242
8.7.3基于重叠分解的大系统的故障诊断244
参考文献250

附录252
附录APLS算法的一些性质的证明252
附录B能观状态变量的确定254
附录C检测观测器一些结论的证明257
附录D辅助矩阵的确定260