該教材是在董景新、吳秋平編著的《現代控制理論與方法概論》的基礎上，補充現代控制新理論與方法重新編寫的。主要內容包括：控制系統的狀態空間數學模型；線性控制系統狀態時域響應；線性系統的能控性和能觀測性；系統的穩定性；線性控制系統的綜合方法；線性及非線性估計理論基礎；變分法求優控制；極大值原理；動態規劃法；線性二次型優控制；線性系統的隨機優控制；模型參考自適應控制；自校正控制；模糊控制；神經網絡控制；遺傳算法和免疫控制；其他智能控制以及倒立擺控制實例。該教材對現代控制理論基礎、優控制、自適應控制、智能控制均有所介紹；著重于概念的建立和理解，不追求嚴格的定理理論證明；引入較多例題幫助讀者理解概念和方法，側重于應用；同時將MATLAB軟件工具的應用引入教材。本書可作為《控制工程基礎（第4版）》（董景新等編著，清華大學出版社，2015）的后續教材，主要面向機械類、儀器類及其他非控制專業的高年級本科生和研究生，也可供相關領域的科技人員參考。
本教材是清華大學“985”二期研究生建設課程配套教材，是教育部儀器科學與技術教學指導委員會建議的學科研究生培養核心知識點課程教材。
第1部分基礎知識
1概述
2控制系統的狀態空間數學模型
2.1狀態變量及狀態空間表達
2.2狀態空間表達式的建立
2.3狀態矢量的線性變換
習題
3線性控制系統狀態時域響應
3.1線性連續定常系統狀態方程的解
3.2線性連續時變系統狀態方程的解
3.3線性離散系統狀態方程的解
3.4瞬態響應的計算機仿真方法
習題
4線性系統的能控性和能觀測性
4.1線性系統的能控性
4.2線性系統的能觀測性
4.3系統結構的分解
習題
5系統的穩定性
5.1李雅普諾夫穩定性方法
5.2線性系統漸近穩定的判別方法
5.3非線性系統的穩定性分析
5.4波波夫超穩定性方法簡介
習題
6線性控制系統的綜合
6.1系統構成及特性
6.2極點配置
6.3狀態重構問題
6.4系統鎮定和解耦問題
習題
7線性估計理論基礎
7.1估計問題的提法和估計準則
7.2估計理論的發展
7.3最小二乘估計
7.4最小方差估計
7.5線性最小方差估計
7.6卡爾曼濾波
7.7實用卡爾曼濾波技術
7.8聯邦濾波器
7.9幾種最優估計的優缺點比較
習題
8非線性估計理論
8.1非線性估計技術的發展
8.2擴展卡爾曼濾波
8.3無跡卡爾曼濾波
8.4粒子濾波
8.5擴展卡爾曼濾波、無跡卡爾曼濾波和粒子濾波算法的應用對象比較
習題
第2部分最優控制
9變分法求最優控制
9.1基本概念
9.2用變分法求解最優問題
9.3有約束條件的泛函極值
9.4變分法求最優控制
習題
10極大值原理
10.1連續系統的極大值原理
10.2離散系統的極大值原理
10.3時間最優控制
習題
11動態規劃法
11.1離散系統的動態規劃法
11.2連續系統的動態規劃法
習題
12線性二次型最優控制
12.1狀態調節器
12.2輸出調節器
12.3離散系統情況
12.4跟蹤問題（隨動問題）
習題
13線性系統的隨機最優控制
13.1系統狀態對隨機作用的響應
13.2隨機狀態反饋調節器
13.3隨機輸出反饋調節器
13.4隨機跟蹤問題
13.5離散系統隨機最優控制
習題
第3部分自適應控制
14模型參考自適應控制
14.1模型參考自適應控制系統的主要結構形式
14.2局部參數最優化設計方法
14.3基于穩定性理論的設計方法
14.4不同模型參考自適應系統設計方法的發展及特點
習題
15自校正控制
15.1最小方差自校正控制
15.2廣義最小方差自校正控制
15.3極點配置自校正控制
15.4自校正PID控制
15.5自適應控制系統的魯棒性
習題
第4部分智能控制介紹
16模糊控制
16.1模糊控制的產生與發展
16.2模糊數學基礎知識
16.3模糊控制系統與模糊控制器概論
16.4基本模糊控制器設計
16.5模糊集成控制
16.6MATLAB模糊邏輯工具箱
習題
17神經網絡控制
17.1神經網絡的產生和發展
17.2人工神經元模型
17.3網絡結構及工作方式
17.4神經網絡的學習方法
17.5BP算法
17.6基于神經網絡的模糊自適應控制
習題
18遺傳算法和免疫控制
18.1遺傳算法
18.2免疫控制
習題
19其他智能控制
19.1混沌控制
19.2粒子群優化算法
19.3蟻群算法
習題
20倒立擺控制實例
20.1系統構成和控制方案
20.2倒立擺系統建模、仿真與分析
20.3系統軟件設計與調試
20.4系統調試與實驗結果
20.5倒立擺的模糊神經網絡自適應控制
部分習題參考答案
附錄ADiophantine方程
參考文獻
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