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第一章 绪论 1

第一节 自动控制系统的一般概念 1

第二节 开环控制与闭环控制 4

第三节 自动控制系统的分类 8

第四节 对控制系统性能的要求和本课程的任务 9

习题 10

第二章 控制系统的数学模型 13

第一节 列写系统微分方程式的一般方法 13

第二节 非线性数学模型的线性化 17

第三节 传递函数 20

第四节 框图和系统的传递函数 30

第五节 信号流图和梅逊公式的应用 39

小结 44

例题分析 44

习题 47

第三章 控制系统的时域分析 52

第一节 典型的试验信号 52

第二节 一阶系统的时域响应 54

第三节 二阶系统的时域响应 56

第四节 高阶系统的时域响应 68

第五节 用MATLAB求控制系统的瞬态响应 69

第六节 线性定常系统的稳定性 78

第七节 劳斯稳定判据 80

第八节 控制系统的稳态误差 85

第九节 控制系统对参数变化的灵敏度 92

小结 95

例题分析 96

习题 100

第四章 根轨迹法 104

第一节 根轨迹法的基本概念 104

第二节 绘制根轨迹的基本规则 109

第三节 参量根轨迹的绘制 121

第四节 非最小相位系统的根轨迹 123

第五节 用MATLAB绘制控制系统的根轨迹 126

第六节 特征方程根的灵敏度 134

第七节 用根轨迹法分析控制系统 138

小结 142

例题分析 142

习题 146

第五章 频率响应法 151

第一节 频率特性 151

第二节 对数坐标图 156

第三节 极坐标图 170

第四节 用MATLAB绘制伯德图和乃奎斯特图 178

第五节 乃奎斯特稳定判据 186

第六节 相对稳定性分析 197

第七节 频域性能指标与时域性能指标间的关系 203

第八节 传递函数的实验确定 208

小结 209

例题分析 210

习题 215

第六章 控制系统的校正 221

第一节 引言 221

第二节 超前校正 223

第三节 滞后校正 234

第四节 滞后-超前校正 242

小结 249

例题分析 250

习题 257

第七章 PID控制与鲁棒控制 260

第一节 引言 260

第二节 PID控制器及其参数的调整 261

第三节 控制系统的鲁棒性和灵敏度 266

第四节 控制系统的鲁棒性分析 268

第五节 鲁棒控制系统的设计 270

小结 275

例题分析 275

习题 278

第八章 离散控制系统 281

第一节 引言 281

第二节 信号的采样与复现 283

第三节 z变换与z反变换 289

第四节 脉冲传递函数 297

第五节 差分方程 305

第六节 离散控制系统的性能分析 310

小结 320

例题分析 320

习题 325

第九章 状态空间分析法 328

第一节 状态变量描述 328

第二节 传递函数与动态方程的关系 333

第三节 矩阵A的对角化 345

第四节 线性定常连续系统状态方程的解 351

第五节 线性定常离散系统的动态方程式 362

第六节 线性定常系统的能控性 369

第七节 线性定常系统的能观性 376

第八节 对偶性原理 382

第九节 能控性和能观性与传递函数的关系 384

第十节 状态反馈和极点的任意配置 389

第十一节 内部模型的设计 394

第十二节 状态观测器及其应用 398

小结 404

例题分析 405

习题 417

附录 422

第十章 非线性控制系统 426

第一节 非线性系统的概述 426

第二节 非线性元件的描述函数 431

第三节 用描述函数分析非线性控制系统 439

第四节 相轨迹 442

第五节 奇点与极限环 449

第六节 非线性系统的相平面分析 456

小结 462

例题分析 462

习题 468

参考文献 471