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第一章 控制理论的一般概念 1

一、引言 1

二、系统的分类和组成 2

目录 5

第二章 控制系统的数学描述 7

一、线性化 7

二、线性系统微分方程 8

三、复变量和s平面 9

四、拉普拉斯变换 10

五、部分分式展开法 12

六、用拉氏变换法求解线性常微分方程 14

七、系统的数学描述法 17

八、系统的时间域的输入输出描述 19

九、系统的频率域的输入输出描述 22

十、系统的时间域的状态变量描述 24

十一、系统的频率域的状态空间描述 25

十二、一个系统的四种数学描述举例 26

第三章 传递函数和它的运算 28

一、传递函数 28

二、工程中各种典型的机、电、液系统的传递函数 29

三、传递函数的运算 40

四、液压系统和电机系统的传递函数运算例 44

第四章 系统的频率响应与博德图 48

一、频率响应的概念与计算 49

二、奈魁斯特图 52

三、博德图及典型环节的博德图 55

四、系统的博德图绘制举例 62

五、闭环频率响应 65

第五章 典型电液控制元件与系统的传递函数描述 70

一、阀控制液压缸与阀控制液压马达 70

二、泵控制液压缸 74

三、液压力矩放大器 76

四、液压仿形刀架 77

五、力反馈电液伺服阀 79

第六章 控制系统的性能准则 81

一、性能准则的提出 81

二、灵敏度 81

三、瞬态响应 85

四、频率响应 86

五、工程中的稳态精度（稳态误差）——在输出端对稳态误差的讨论 87

六、性能指标 102

七、控制系统的性能准则一览 104

第七章 稳定性分析 105

一、用劳斯－霍维茨判据判定稳定性 106

二、用奈魁斯特判据判定稳定性 107

三、博德图上的奈魁斯特判据 109

四、液压系统稳定性分析举例 110

五、奈魁斯特稳定判据 113

第八章 根轨迹法 116

一、根轨迹法的基本概念 116

二、闭环极点和瞬态响应 119

三、极点位置的选择 124

四、根轨迹的作图法 130

五、一个电液控制系统的根轨迹作图示例 140

六、按瞬态响应要求用根轨迹法设计电液控制系统 143

七、根轨迹的作图诀窍及图形举例 145

第九章 位置控制系统 152

一、位置控制系统的特点 152

二、电流负反馈放大器的分析 155

三、双电位器位置控制系统 159

四、伺服阀－液压缸系统 163

五、伺服阀－液压马达系统 167

六、数控机床中的高增益系统和低增益系统 171

第十章 速度控制系统 173

一、速度控制回路中加补偿的必然性 173

二、速度控制系统设计举例 177

三、速度环和位置环控制速度的比较 182

四、出现于位置环内的速度环 185

五、速度环的阻尼作用 188

第十一章 力控制系统 191

一、力控制系统中阀的选用 191

二、力环中液压缸的传递函数 193

三、材料试验机的力控制系统 198

四、轧机液压压下系统 204

五、力环的阻尼作用 210

第十二章 工业机器人用伺服系统 212

一、伺服电机 212

二、机器人伺服系统工作原理 214

三、用电流放大器的伺服系统 217

四、用电压放大器的伺服系统 220

五、一种实用的工业机器人伺服系统原理及分析计算 222

第十三章 控制系统的设计和补偿 227

一、设计中的几种补偿方法 228

二、用频率法分析补偿装置 230

三、用频率法分析顺馈补偿 236

四、用频率法分析反馈微分补偿 239

五、用根轨迹法分析顺馈补偿 240

第十四章 非线性控制系统的分析 244

一、描述函数的概念 245

二、典型非线性特性的描述函数 248

三、用描述函数法研究非线性系统的稳定性 257

四、数控机床、机器人及常见装置中非线性特性的影响及其分析 266

五、用描述函数法设计非线性控制系统 274

六、相平面法 278

七、相平面作图 279

八、用相平面法分析线性控制系统 286

九、用相平面法分析非线性数控机床、喷漆机器人控制系统 293

十、由相平面图求时间解 301

第十五章 现代控制理论中的状态空间概念 303

一、矩阵理论中的一些定义 304

二、矩阵代数 309

三、状态空间的概念 317

四、状态空间的矩阵表示法 318

五、状态转移矩阵－矩阵方程求解的工具 321

六、状态转移方程－线性非齐次状态方程求解 323

七、状态方程和高阶微分方程的关系 327

八、传递函数和状态方程的关系 329

九、特征方程、特征值和特征根的不变性 338

十、一个电液控制系统用频率法、根轨迹法和状态空间法的分析和比较 342

第十六章 最优控制理论和在伺服系统中的应用 348

一、最优控制系统和性能指标 348

二、可控性和可观测性 350

三、给定权因子求优法——最优控制系统的分析设计法之一 354

四、限制控制量求优法——最优控制系统的分析设计法之二 362

五、参数最优系统的设计 367

六、用状态可观测性的概念来设计有指定特征值的系统 374

七、状态观测器的设计 376

八、带观测器的闭环控制系统 382

九、最优控制问题和线性二次型问题（调节器问题、跟踪器问题） 387

十、计算机辅助设计最优位置控制系统举例 398

第十七章 线性离散系统的分析与综合 408

一、离散系统介绍 408

二、离散系统的研究方法 413

三、信号的采样过程 414

四、采样定理（香农定理） 416

五、零阶保持器 418

六、Z变换 420

七、Z反变换 433

八、用Z变换法解线性常系数差分方程 438

九、脉冲传递函数 442

十、线性离散系统的稳定性分析 453

第十八章 系统辨识简介 464

一、辨识问题的组成和分类 464

二、参数估计法和最小二乘法 465

三、直接的曲线拟合 468

参考文献 474

后记 475