本書是一本圍繞最優(yōu)控制理論展開的實用指南，以深入淺出的方式介紹了最優(yōu)控制理論、動態(tài)規(guī)劃、線性二次型調(diào)節(jié)器（LQR）、模型預(yù)測控制（MPC）和卡爾曼濾波器以及它們之間的聯(lián)系，并展示了它們在綜合應(yīng)用中的使用方法與技巧。本書旨在為讀者提供全面而直觀的學(xué)習(xí)資源，同時將這些概念有機地應(yīng)用于實際控制問題。通過書中豐富的例子和詳細的代碼，讀者可以直接實踐和驗證所學(xué)內(nèi)容，從而深化對這些理論的理解。 本書的目標讀者群體為自動化類專業(yè)的本科生和研究生以及相關(guān)領(lǐng)域的科研人員。

本書是工科類專業(yè)的實驗教學(xué)教材，配套有2021年江蘇省省級金課"城市追蹤場景下的自動控制虛擬仿真實驗”。該虛擬仿真課程給學(xué)生提供了一個隨時隨地實驗學(xué)習(xí)的平臺。本書涵蓋了經(jīng)典控制理論與現(xiàn)代控制理論的重點和難點內(nèi)容，強調(diào)理論與實際相結(jié)合，主要內(nèi)容包括MATLAB軟件基礎(chǔ)、四旋翼無人機虛擬仿真實驗平臺、控制系統(tǒng)的時域分析、根軌跡分析與設(shè)計、線性系統(tǒng)的頻域分析法、線性系統(tǒng)的串聯(lián)校正、非線性控制系統(tǒng)分析、狀態(tài)空間分析及最優(yōu)控制、無人機自動跟蹤虛擬仿真綜合實驗，配以MATLAB軟件的相關(guān)函數(shù)和代碼，提供控制

本書共分為10章。第1章為緒論;第2、3章分別介紹使用傳遞函數(shù)和狀態(tài)空間方程描述系統(tǒng)的方法;第4、5章使用這兩種方法分析一階系統(tǒng)與二階系統(tǒng)的時域響應(yīng);第6章介紹系統(tǒng)穩(wěn)定性的概念;第7、8章重點分析經(jīng)典控制理論中的控制器設(shè)計方法,包含比例積分控制和根軌跡法;第9章介紹系統(tǒng)的頻率響應(yīng)并與濾波器的設(shè)計相結(jié)合;第10章討論現(xiàn)代控制理論中的控制器設(shè)計,以及觀測器設(shè)計方法。附錄部分介紹兩個廣泛使用的工程數(shù)學(xué)工具:線性化與傅里葉變換。

本書從教學(xué)和應(yīng)用的角度出發(fā)，引入大量典型實例。實例豐富、循序漸進、由淺入深從難度上分為驗證性、設(shè)計性和綜合性三種類型，更好地幫助學(xué)習(xí)者分層次使用和掌握自動控制原理技術(shù)。每章均有適當(dāng)?shù)牧?xí)題，教材末給出了部分習(xí)題解答。本書可作為普通高等院校自動化及其相關(guān)專業(yè)如電氣工程及其自動化、測控、通信工程、電子信息工程、人工智能、電子信息科學(xué)與技術(shù)、機械設(shè)計制造及其自動化、計算機等專業(yè)《自動控制原理》課程的教材。