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第1章 绪论 1

1.1 自动控制系统的一般概念 1

1.1.1 基本术语 1

1.1.2 反馈及反馈控制 1

1.2 开环和闭环控制系统 2

1.2.1 开环控制系统 2

1.2.2 闭环控制系统 3

1.2.3 复合控制系统 4

1.3 控制系统的分类及基本要求 5

1.3.1 控制系统的分类 5

1.3.2 控制系统的基本性能要求 6

本章小结 7

习题 8

第2章 控制系统的数学模型 10

2.1 微分方程 10

2.2 非线性方程的线性化 11

2.3 传递函数 12

2.3.1 拉氏变换 13

2.3.2 传递函数 15

2.4 控制系统的数学模型 18

2.5 控制系统的等效变换 20

2.5.1 结构图的组成 20

2.5.2 结构图的化简和变换规则 21

2.5.3 梅逊公式 25

2.6 控制系统的传递函数 27

2.6.1 闭环系统中的开环传递函数 28

2.6.2 闭环系统的传递函数 28

本章小结 30

习题 30

第3章 时域分析法 33

3.1 典型输入信号和时域性能指标 33

3.1.1 典型输入信号 33

3.1.2 时域性能指标 34

3.2 一阶系统的时域分析 35

3.2.1 单位阶跃响应 36

3.2.2 单位斜坡响应 36

3.2.3 单位脉冲响应 37

3.3 二阶系统的时域分析 37

3.3.1 典型的二阶系统 37

3.3.2 二阶系统的阶跃响应 37

3.3.3 系统的暂态性能指标 39

3.4 系统的稳定性分析 43

3.4.1 系统稳定性的概念和稳定的充分必要条件 43

3.4.2 劳斯判据 44

3.4.3 古尔维茨判据 46

3.4.4 代数判据的应用 47

3.5 系统的稳态特性分析 50

3.5.1 稳态误差的定义 50

3.5.2 系统的分类 51

3.5.3 给定作用下的稳态误差 51

3.5.4 扰动输入作用下的稳态误差 54

3.5.5 减小稳态误差的方法 56

本章小结 58

习题 59

第4章 根轨迹法 64

4.1 根轨迹法的基本概念 64

4.1.1 根轨迹 64

4.1.2 根轨迹方程 65

4.2 绘制根轨迹的基本规则 65

4.3 参量根轨迹的绘制 70

本章小结 71

习题 71

第5章 线性系统的频域分析法 73

5.1 频率特性的基本概念 73

5.1.1 频率特性的基本概念 73

5.1.2 由传递函数确定系统的频率特性 75

5.2 典型环节 的极坐标图 76

5.3 典型环节 的对数坐标图 79

5.4 控制系统的开环频率特性 84

5.4.1 系统开环奈氏图 85

5.4.2 系统开环伯德图 88

5.5 奈奎斯特稳定判据 91

5.5.1 系统开环频率特性和闭环特征式的关系 91

5.5.2 奈奎斯特（H.Nyquist）稳定判据 92

5.5.3 奈奎斯特（H.Nyquist）稳定判据的对数形式 94

5.6 相对稳定性分析 95

5.6.1 相角裕度 95

5.6.2 幅值裕度 95

本章小结 97

习题 98

第6章 控制系统的校正 100

6.1 校正的基本概念 100

6.1.1 校正的方式 100

6.1.2 校正的性能指标 100

6.1.3 校正目标 101

6.2 PID控制器 101

6.3 串联超前校正 104

6.3.1 超前校正装置 104

6.3.2 超前校正设计 106

6.4 串联滞后校正 109

6.4.1 滞后校正装置 109

6.4.2 滞后校正设计 110

本章小结 112

习题 113

第7章 自动控制系统实例 114

7.1 十字路口交通信号灯的PLC控制 114

7.1.1 十字路口交通信号及其控制时序 114

7.1.2 十字路口交通信号灯的PLC控制 114

7.2 分体单冷空调自动控制系统 117

7.2.1 分体单冷空调的基本工作原理 117

7.2.2 分体单冷空调自动控制系统 118

7.3 锅炉设备的控制 119

7.3.1 汽包水位控制 119

7.3.2 蒸汽过热系统的控制 120

7.3.3 锅炉燃烧过程的控制 120

7.4 恒压供水控制系统 122

7.4.1 恒压供水 122

7.4.2 恒水压控制装置 124

7.4.3 其他方案 125

本章小结 125

习题 126

参考文献 127