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第一章绪论 1

1.1自动控制的基本概念 1

目录 1

1.2自动控制的基本方式 2

1.2.1 开环控制 2

1.2.2闭环控制 2

1.2.3闭环控制系统的基本组成 3

1.2.4复合控制 4

1.3.1按给定信号的特征划分 5

1.3自动控制系统的分类 5

1.3.2按系统的数学描述划分 6

1.3.3按信号传递的连续性划分 7

1.3.4按系统的输入与输出信号的数量划分 7

1.4自动控制系统的要求 8

1.4.1对系统的要求 8

1.4.2控制系统的分析与设计 9

1.5解题示范 9

学习指导与小结 11

习题 12

2.1微分方程式 14

2.1.1列写微分方程的一般方法 14

第二章控制系统的数学模型 14

2.1.2线性常系数微分方程的求解 18

2.2传递函数 18

2.2.1传递函数的定义 18

2.2.2传递函数的性质 20

2.3典型环节的传递函数 21

2.4动态结构图 24

2.4.2结构图的绘制 25

2.4.1结构图的组成 25

2.4.3结构图的等效变换和简化 27

2.5 自动控制系统的重要传递函数 31

2.6解题示范 32

学习指导与小结 37

习题 38

第三章线性系统的时域分析法 42

3.1典型输入信号和时域性能指标 42

3.1.1典型输入信号 42

3.1.2阶跃响应性能指标 44

3.2典型二阶系统时域分析 45

3.2.1 典型二阶系统的单位阶跃响应 46

3.2.2欠阻尼二阶系统暂态性能指标估算 50

3.3高阶系统分析 55

3.3.1 高阶系统的单位阶跃响应 55

3.3.2闭环零、极点对系统性能的影响 56

3.3.3闭环主导极点 57

3.4控制系统的稳定性分析 58

3.4.1稳定性的概念及线性系统稳定的充要条件 58

3.4.2劳斯稳定判据 59

3.4.3两种特殊情况 60

3.4.4劳斯稳定判据在系统分析中的应用 62

3.5 自动控制系统的稳态误差分析 62

3.5.1稳态误差的定义及一般计算公式 62

3.5.2控制系统的分类 63

3.5.3给定信号作用下的稳态误差分析 64

3.5.4扰动信号作用下的稳态误差分析 68

3.5.5提高系统稳态精度的措施 69

3.6时域分析的实用方法之一（根轨迹图及其应用） 71

3.6.1根轨迹的基本概念 72

3.6.2高阶系统根轨迹的应用举例 73

3.7解题示范 75

学习指导与小结 82

习题 85

第四章线性系统的频域分析法 90

4.1频率特性 90

4.1.1基本概念 90

4.1.2频率特性的定义 92

4.1.3频率特性的几何表示法 93

4.2典型环节的频率特性 94

4.3控制系统的开环频率特性 103

4.3.1开环极坐标图 103

4.3.2开环伯德图 108

4.3.3最小相位系统与非最小相位系统 110

4.4奈奎斯特稳定判据 112

4.4.1辅助函数F（s） 112

4.4.2幅角原理 113

4.4.3奈氏判据 114

4.4.4伯德图上的稳定性判据 118

4.5稳定裕度 121

4.6闭环频率特性 123

4.7频率法系统分析 124

4.7.1 用开环频率特性分析系统的性能 124

4.7.2用闭环频率特性分析系统的动态性能 128

4.7.3 开环频域指标与闭环频域指标的关系 129

4.8解题示范 130

学习指导与小结 137

习题 138

5.1.1校正的定义 142

第五章频域法串联校正 142

5.1校正的基本概念 142

5.1.2校正方式 143

5.1.3设计方法 143

5.2串联超前校正 143

5.2.1典型超前校正网络 143

5.2.2串联超前校正设计 145

5.3串联滞后校正 148

5.3.1典型滞后校正网络 148

5.3.2串联滞后校正设计 149

5.4调节器及其串联校正 153

5.4.1 3种常用调节器 153

5.4.2串联校正分析 155

5.5解题示范 158

学习指导与小结 164

习题 164

第六章离散控制系统 167

6.1离散系统的基本概念 167

6.1.1 离散系统的几个定义 167

6.1.2 离散系统的分类和典型结构 168

6.1.3 离散系统的优点 169

6.2信号的采样与保持 169

6.2.1采样过程的数学描述 169

6.2.2采样定理——香农（Shannon）定理 172

6.2.3信号保持 173

6.3 z变换 174

6.3.1 z变换的定义 175

6.3.2 z变换的求法 175

6.3.3 z变换的性质 177

6.3.4 z反变换 179

6.4离散系统的数学模型 181

6.4.1 差分方程 181

6.4.2脉冲传递函数 185

6.4.3由结构图求脉冲传递函数 187

6.4.4两种数学模型之间的相互转换 194

6.5离散系统的时域分析 195

6.5.1稳定性分析 195

6.5.2稳态误差计算 199

6.5.3动态性能的定量计算与定性分析 203

6.6解题示范 209

学习指导与小结 216

习题 219

第七章控制系统的模拟实验与MATLAB仿真 222

7.1 MATLAB简介 222

7.1.1MATLAB的安装 222

7.1.2 MATLAB桌面系统 223

7.1.3 MATLAB命令窗口 224

7.2 MATLAB基本操作命令 225

7.2.1简单矩阵的输入 225

7.2.3 MATLAB语句和变量 226

7.2.2复数矩阵输入 226

7.2.4语句以“％”开始和以分号“；”结束的特殊效用 227

7.2.5获取工作空间信息 227

7.2.6常数与算术运算符 227

7.2.7选择输出格式 228

7.2.8 MATLAB图形窗口 228

7.2.9剪切板的使用 228

7.2.10 MATLAB编程指南 229

7.3.1用MATLAB建立传递函数模型 230

7.3 MATLAB在控制系统中的应用 230

7.3.2利用MATLAB进行系统性能分析 237

7.4频域法串联校正的MATLAB方法 260

7.5自动控制理论模拟实验 262

实验一典型环节及阶跃响应测试 264

实验二 系统频率特性测量 269

实验三连续系统的频率法串联校正 275

附录1拉普拉斯变换 281

附录2 MATLAB常用命令 290

参考文献 293