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1 引言 2

1-1 控制系统 2

1-2 何谓反馈及其影响 6

1-3 反馈控制系统的种类 11

2 数学基础 16

2-1 引言 16

2-2 复变数的观念 16

2-3 微分方程式 19

2-4 拉氏转换 21

2-5 以部份分式展开法求反拉氏转换 26

2-6 以拉氏转换求解线性常微分方程式的应用 32

2-7 基本矩阵理论 34

2-8 矩阵代数 39

2-9 状态方程式的向量——矩阵形式 46

2-10 差分方程式 47

2-11 Z转换 49

2-12 以Z转换求解线性差分方程式的应用 58

3 转移函数、方块图及信号流程图 66

3-1 引言 66

3-2 线性系统的脉冲响应和转移函数 66

3-3 方块图 73

3-4 信号流程图 80

3-5 信号流程图的基本特性摘要 82

3-6 信号流程图的定义 83

3-7 信号流程图代数 85

3-8 信号流程图的构图实例 87

3-9 信号流程图的一般增益公式 91

3-10 一般增益公式对方块图的应用 96

3-11 状态图 97

3-12 断续资料系统的转移函数 106

4-1 引言 130

4 物理系统的数学模式化 130

4-2 电网路的方程式 131

4-3 机械系统元件的模式化 133

4-4 机械系统的方程式 146

4-5 控制系统中的感测器与编码器 152

4-6 控制系统中的直流马达 168

4-7 双相感应马达 177

4-8 非线性系统的线性化 181

4-9 带有传输落後的系统 187

5 线性动态系统的状态变数分析 202

5-1 引言 202

5-2 状态方程式的矩阵表示法 202

5-3 状态转移矩阵 204

5-4 状态转移方程式 209

5-5 状态方程式和高阶微分方程式间的关系 214

5-6 转换至相位变数标准式 217

5-7 状态方程式和转移函数间的关系 224

5-8 特性方程式、特性值与特性向量 226

5-9 A矩阵的对角化（相似转换） 228

5-10 约旦标准式 234

5-11 转移函数的分解 238

5-12 线性系统的可控制性 243

5-13 线性系统的可观测性 251

5-14 可控制性与可观测性的不变定理 254

5-15 可控制性、可观测性和转移函数间的关系 257

5-16 线性断续资料系统的状态方程式 260

5-17 断续状态方程式的Z转换解 264

5-18 断续资料系统的状态图 267

5-19 抽样资料系统的状态图 271

6-1 引言 296

6 控制系统的时域分析 296

6-2 控制系统时间响应的典型测试信号 297

6-3 控制系统的时域性能——稳态误差 299

6-4 控制系统的时域性能——暂态响应 313

6-5 二阶系统的暂态响应 314

6-6 印刷轮控制系统的时域分析 326

6-7 控制系统的稳定度——引言 340

6-8 稳定度、特性方程式和状态转移矩阵 341

6-9 求线性控制系统稳定度的方法 346

6-10 路兹、哈维次准则 347

7 根轨迹法 368

7-1 引言 368

7-2 根轨迹的基本条件 368

7-3 完整根轨迹的作图 373

7-4 用根轨迹法求解多项式的根 402

7-5 根轨迹作图的一些重要性质 407

7-6 根廓线——多参数变化 417

7-7 有纯时间延迟系统的根轨迹 425

7-8 断续资料控制系统的根轨迹 436

8 控制系统的时域设计 450

8-1 引言 450

8-2 PID控制器的时域设计 452

8-3 相位超前与相位落後控制器的时域设计 465

8-4 极点与零点对消控制 486

8-5 次回路反馈控制 496

8-6 状态反馈控制 501

8-7 经由状态反馈的极点安置设计 502

8-8 有积分控制的状态反馈 507

8-9 控制器的数位制作 513

9-1 引言 532

9 控制系统的频域分析 532

9-2 奈奎斯特稳定准则 535

9-3 奈奎斯特准则的应用 547

9-4 增加G（s）H（s）的极点与零点对奈奎斯特轨迹形状的影响 556

9-5 多回路系统的稳定度 560

9-6 带有时间延迟线性控制系统的稳定度 564

9-7 绘转移函数的数位计算机程式 567

9-8 频域特性 570

9-9 二阶系统的Mp,ωp和频带宽度 571

9-10 增加零点於开路转移函数的影响 575

9-11 增加极点於开路转移函数的影响 579

9-12 相对稳定度——增益边际、相位边际和Mp 581

9-13 波德图大小曲线的斜率和相对稳定度间的关系 590

9-14 G（jω）平面上常数M的轨迹 592

9-15 G（jω）平面上常数相位的轨迹 596

9-16 大小与相位平面上的常数M和N轨迹——尼可图 598

9-17 非单位反馈系统的闭路频率响应分析 604

9-18 频域中的灵敏度研究 605

9-19 数位控制系统的频率响应 608

10 控制系统的频域设计 628

10-1 引言 628

10-2 相位——超前控制器 631

10-3 相位——落後控制器 641

10-4 落後——超前控制器 652

附录A 频域图 659

A-1 转移函数的极座标图 659

A-2 转移函数的波德图（转角图） 666

A-3 大小相对位图 677

附录B 拉氏转换表 681

附录C 专有名词中英对照表 685