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Linear Systems Theory

Name: Linear Systems Theory
Author: João P. Hespanha

Second Edition

João P. Hespanha

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352 pages
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Linear Systems Theory

Second Edition

João P. Hespanha

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A fully updated textbook on linear systems theory Linear systems theory is the cornerstone of control theory and a well-established discipline that focuses on linear differential equations from the perspective of control and estimation. This updated second edition of Linear Systems Theory covers the subject's key topics in a unique lecture-style format, making the book easy to use for instructors and students. João Hespanha looks at system representation, stability, controllability and state feedback, observability and state estimation, and realization theory. He provides the background for advanced modern control design techniques and feedback linearization and examines advanced foundational topics, such as multivariable poles and zeros and LQG/LQR.The textbook presents only the most essential mathematical derivations and places comments, discussion, and terminology in sidebars so that readers can follow the core material easily and without distraction. Annotated proofs with sidebars explain the techniques of proof construction, including contradiction, contraposition, cycles of implications to prove equivalence, and the difference between necessity and sufficiency. Annotated theoretical developments also use sidebars to discuss relevant commands available in MATLAB, allowing students to understand these tools. This second edition contains a large number of new practice exercises with solutions. Based on typical problems, these exercises guide students to succinct and precise answers, helping to clarify issues and consolidate knowledge. The book's balanced chapters can each be covered in approximately two hours of lecture time, simplifying course planning and student review.

Easy-to-use textbook in unique lecture-style format
Sidebars explain topics in further detail
Annotated proofs and discussions of MATLAB commands
Balanced chapters can each be taught in two hours of course lecture
New practice exercises with solutions included

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Informations

Éditeur

Princeton University Press

Année

2018

ISBN

9781400890088

Édition

Sujet

Mathematics

Sous-sujet

Applied Mathematics

330

INDEX

satellite

motion,

160

Schur

stable

matrix,

70,

79,

96,

191

semigroup

property,

see

state

transition

matrix

semisimple

matrix,

see

diagonalizable

matrix

sensitivity

function,

271

separation

principle,

208,

296,

304

separation

theorem,

see

separation

principle

set-point

control,

276,

297–302,

304

settling

time,

311,

312,

319

SI,

see

single-input

system

similarity

transformation,

50,

162–167,

198–202,

213–215

SIMO,

see

single-input,

multiple-output

system

Simulink,

see

MATLAB

single-input,

multiple-output

system

(SIMO),

6,

52,

193,

196

single-input,

single-output

system

(SISO),

6

single-input

system

(SI),

6

single-output

system

(SO),

6

SISO,

see

single-input,

single-output

system

sliding-mass

system,

22

Smith;

factorization,

228;

form,

226–229,

236,

240

Smith-McMillan;

factorization,

230;

form,

229–233,

236,

239–241,

243,

246,

247

SO,

see

single-output

system

spring-mass

system,

22

square

completion,

122,

172,

174,

257

stability

matrix,

69,

81,

90,

92,

105,

152,

154,

191,

257

stabilizability

test;

eigenvector,

170;

Lyapunov,

171,

173;

Popov-Belevitch-Hautus

(PBH),

171

stabilizable

system,

168–173

stabilization;

output

feedback,

207–208;

state

feedback,

155–156,

173

stabilizing

solution

to

the

ARE,

261

stable

subspace,

262,

266

standard

form

for;

uncontrollable

systems,

164,

169;

unobservable

systems,

199,

203

state

estimation,

197,

205–206

state

estimation

error,

205

state

feedback,

179,

205

state

reconstruction;

Gramian-based

in

continuous

time,

185–186;

Gramian-based

in

discrete

time,

188

state

transition

matrix,

61–63,

119,

146;

continuous

time,

57–58;

discrete

time,

60;

inverse,

58,

60;

semigroup

property,

57,

60

Stein

equation,

see

Lyapunov

equation,

discrete

time

step

response,

311,

312,

319

strict

feedback

form,

21–22,

30

strictly

proper

rational

function,

46

Taylor’s

formula,

98,

100

time

invariance,

32,

35,

36,

53

time

reversibility;

controllability/reachability,

138;

observability/constructibility,

190

time

scaling;

controllability

and

reachability,

139;

observability/constructibility,

190

time

shifting,

32;

Z

transform,

37,

41

tracking

error,

284

transfer

function;

continuous

time,

38–39,

43–44;

discrete

time,

40,

45

transmission-blocking

property,

298;

invariant

zeros,

237–238;

transmission

zeros,

232–234

transpose

of

a

vector/matrix,

8

unconstructible

subspace;

continuous

time,

182–186;

discrete

time,

187–188

uncontrollable

state

component,

165

uncontrollable

system;

continuous

time,

148

under-actuated

system,

298

undershoot,

311,

312,

319

unicycle,

29

uniformly

bounded

signal,

109

unobservable

state

component,

199

unobservable

subspace,

199;

continuous

time,

180–186;

discrete

time,

187–188

variation

of

constants

formula;

continuous

time,

59,

63,

65,

129,

180;

discrete

time,

60,

69

Z

transform,

37–38,

41–42,

44,

53;

convolution,

42;

time

shifting,

41

zero

polynomial,

230

zero-state

equivalence,

45,

50,

54,

55,

212

zero-state

response,

35

zeros;

invariant,

236–239,

249,

298;

SISO,

215,

225;

transmission,

226,

230,

232–234,

236–239,

247,

249,

250,

279–281,

297,

298