控制工程与信号处理PDF电子书下载

1.1.1信号与信号处理 1

10.4李雅普诺夫第二法 43 1

1.1.2几种类别的信号 1

目 录 1

1绪论 1

1.1信号与系统 1

1.1.4系统 2

1.1.3信号的分析与综合 2

1.1.5系统的数学模型 3

1.1.6信号与系统理论 4

1.2系统的分类 5

1.2.1定常系统与时变系统 5

1.2.2线性系统与非线性系统 6

1.2.3确定性系统与随机信号系统 9

1.2.4即时系统与动态系统 9

1.2.8一维信号系统与多维信号系统 10

多输出系统 10

1.2.7单输入单输出系统与多输入 10

1.2.6连续时间系统与离散时间系统 10

1.2.5可逆系统与不可逆系统 10

1.2.9非线性特性的小偏差线性化 11

1.3 自动控制工程与自动控制理论 11

1.3.1 自动控制工程 11

1.3.2 自动控制理论 14

1.3.3反馈控制系统及其组成 14

1.3.4开环控制 15

1.3.5前馈补偿和复合控制 16

1.3.9控制理论的回顾 17

系统与液压控制系统 17

1.3.7恒值系统与随动系统 17

1.3.6基本控制方式 17

1.3.8电力传动系统、过程控制 17

1.3.10 自动控制工程与信号处理的关系 18

1.3.11本书概要 19

习题 20

2连续信号的频域分析 23

2.1周期信号的傅里叶级数 23

2.1.1 三角形式的傅里叶级数 23

2.1.2指数形式的傅里叶级数 25

2.2傅里叶积分与傅里叶变换 27

2.2.1傅氏积分与傅氏变换的概念 27

2.2.2信号的频谱密度与频域分析 29

2.2.3单位脉冲函数δ(t)的复习 30

2.2.4单位脉冲偶函数δ(t) 31

2.2.5几种重要信号的频谱 32

2.2.6周期信号的傅氏变换 33

2.3卷积及其性质 35

2.3.2性质 35

2.3.1 定义 35

2.2.7傅氏变换表 35

2.4傅氏变换的基本性质 36

2.5信号的能谱分析 39

2.5.1信号的总能量和帕斯瓦尔等式 39

2.5.2信号的功率谱密度 40

2.6信号的相关分析 42

2.6.1相关函数 42

2.6.2相关定理 45

2.6.3维纳－辛钦定理 45

2.7傅氏变换的局限性与时频分析 46

2.7.1对非平稳信号的分析 46

2.7.2对短时信号的分析 47

2.7.3时频分析 48

2.8拉普拉斯变换 48

2.8.1双边拉氏变换 48

2.8.2单边拉氏变换 49

2.8.3单边拉氏变换的基本性质 50

2.8.4拉氏反变换 51

习题 52

2.8.5拉氏变换的应用 52

3.1.1线性常系数常微分方程的经典解 53

3线性连续系统的时域分析 53

3.1线性常系数常微分方程和它的解 53

*3.1.2把函数的定义域扩大到 54

t∈(0,+∞)时的初值问题 54

3.1.3用拉氏变换法解初值问题 56

3.1.4零输入响应与零状态响应 56

3.1.5线性系统定义的修正 58

3.1.6响应的暂态分量与稳态分量 59

3.2.1脉冲响应函数和卷积 60

3.2线性定常系统的脉冲响应函数与卷积 60

3.2.2卷积的图解 62

3.2.3卷积的数值求法 62

3.2.4因果系统 63

3.2.5小结 63

3.3因果线性定常系统的传递函数 64

3.3.1传递函数的定义 64

3.3.2传递函数与微分方程的关系 64

3.3.3关于传递函数的一些规律 65

3.3.5系统的静态数学模型 66

3.3.4延迟环节 66

3.4动态结构图及其等效变换 67

3.4.1动态结构图 67

3.4.2结构图的等效变换 68

3.5.1信号流图 71

3.5.2梅逊公式 71

3.5信号流图与梅逊公式 71

3.6实际系统的结构图 74

3.6.1 引言 74

3.6.2机械系统 74

3.6.3电气系统 77

3.6.4液位系统 81

3.6.5热力系统 82

3.6.6液压系统 83

3.6.7小结 84

3.7BIBO稳定性 85

3.7.1 BIBO稳定的概念 85

3.7.2线性定常系统BIBO稳定的充要条件 86

3.7.3传递函数BIBO稳定的充要条件 88

3.8.1零输入稳定性的概念 89

3.8零输入稳定性 89

3.8.2零输入稳定的一些实际情况 91

3.8.3零输入稳定的充要条件 91

3.8.4微分环节的零输入稳定性 92

3.8.5 BIBO稳定性和零输入稳定性的区别和联系 92

3.8.6临界不稳定 92

3.8.7不稳定系统的全响应 93

3.9代数稳定判据 93

3.9.1传递函数稳定的必要条件 94

3.9.2赫尔维茨判据 94

3.9.3劳斯判据 95

3.9.4代数稳定判据应用于控制系统 96

习题 97

4控制系统的时域分析与校正 102

4.1控制系统的时域性能指标 102

4.1.1典型输入信号 102

4.1.2零状态响应的代表性 103

4.1.3单位阶跃扰动下的动态性能指标 104

4.1.4阶跃扰动时的误差和稳态误差 105

4.1.6阶跃给定下的动态性能指标 106

4.1.5单位阶跃响应的代表性 106

4.1.7阶跃给定下的稳态误差 107

4.1.8抗扰性能与跟随性能的关系 107

4.2.1一阶系统的实例 108

4.1.9单位阶跃响应的最优化性能指标 108

4.2一阶系统的性能计算 108

4.2.2一阶系统的单位阶跃响应 109

4.2.3一阶系统的脉冲响应和斜坡响应 110

4.3二阶系统的性能计算 111

4.3.1 二阶系统的实例 111

4.3.2二阶系统的单位阶跃响应 111

4.4高阶系统动态性能的计算 115

4.4.1 高阶系统的阶跃响应 115

4.4.2高阶系统暂态响应的特点 117

4.5用终值定理计算稳态误差 118

4.5.1 引言 118

4.5.2用终值定理计算给定稳态误差 119

4.5.3用终值定理计算扰动稳态误差 123

4.6反馈控制系统的根轨迹 124

4.6.1 由开环传递函数分析闭环 124

动态性能 124

4.6.2根轨迹图 125

4.6.3根轨迹方程 126

4.6.4徒手绘制根轨迹的基本法则 127

4.7.1 由开环传递函数分析闭环性能 133

4.7根轨迹分析举例 133

4.7.2分析开环系统中的其他参数 135

对闭环性能的影响 135

4.7.3有纯延迟系统的根轨迹 136

4.8根轨迹法校正 138

4.8.1校正的概念 138

4.8.2串联超前校正 141

4.8.3串联滞后校正 143

4.8.5反馈校正 146

4.8.4串联滞后－超前校正 146

4.8.6小结 147

4.9 PID调节器 147

4.9.1 PID调节器 147

4.9.2 PID调节作用的时域解释 148

4.9.3 PID调节器参数的 150

实验整定 150

4.10.1按扰动的前馈补偿 152

4.10前馈补偿 152

4.10.2按给定的前馈补偿 153

习题 155

5线性连续系统的频域分析 159

5.1线性定常系统的频率特性函数 159

5.1.1频率特性函数 159

5.1.2稳定系统的正弦稳态响应 161

5.1.3理想滤波器 162

5.1.4频率特性的实验测定和频域 164

分析法 164

5.1.5几点补充 165

5.2频率域滤波原理 165

5.2.1频率域滤波的概念 165

5.2.2无失真传输的条件 168

5.2.3线性相位滤波器 168

5.3非因果系统与因果系统 169

5.3.1非因果系统 169

5.3.2脉冲响应函数、传递函数 170

与频率特性的适用范围 170

5.3.3因果滤波器的必要条件 171

5.3.4因果系统频率特性的另一特点 171

5.4模拟滤波器 172

5.4.1巴特沃斯低通滤波器 172

5.4.2 特沃斯高通滤波器 175

5.4.3 巴特沃斯带通和带阻滤波器 175

5.4.4切比雪夫I型滤波器 176

5.5.1对数幅频特性曲线 177

5.4.6椭圆滤波器 177

5.4.5切比雪夫Ⅱ型滤波器 177

5.5 对数频率特性曲线 177

5.5.2对数相频特性曲线 179

5.5.3典型环节的对数频率特性曲线 179

5.6串联系统的伯德图 181

5.6.1一般规律 181

5.6.2串联系统伯德图的简捷画法 182

5.6.3最小相位系统的伯德图 184

5.6.4从实验的频率特性曲线求 185

传递函数 185

5.7幅相频率特性曲线 186

5.7.1 幅相频率特性曲线 186

5.7.2串联系统的幅相频率 187

特性曲线 187

5.7.3最小相位系统幅相频率 188

特性曲线的特点 188

习题 189

6.1.2二阶系统 193

6.1 闭环频率特性与时域动态性能的关系 193

6控制系统的频域分析与校正 193

6.1.1闭环频率特性 193

6.1.3高阶系统 194

6.2.1 由开环频率特性分析闭环 195

动态性能 195

6.2奈奎斯特稳定判据 195

6.2.2开环无纯虚数极点时的奈氏判据 196

6.2.3开环串联有积分环节时的 197

奈氏判据 197

6.2.4开环没有右半开平面上的 198

极点的情况 198

6.2.5开环串联有延迟环节时的 199

奈氏判据 199

6.2.6 已知开环伯德图时的稳定性判断 200

6.3最小相位系统的稳定裕量 200

6.3.1定义 200

6.3.2在开环伯德图上看稳定裕量 201

6.3.3相位裕量的计算 202

6.3.4开环对数幅频曲线与 203

稳定性的关系 203

6.3.5开环传递函数的简化 205

6.3.6小结 205

6.4.1单位反馈的二阶系统 206

6.4开环频率特性与其他闭环性能的关系 206

6.4.2高阶系统 207

6.4.5 开环对数幅频曲线的高频部分 208

6.5.1频率法校正 208

6.5串联超前校正 208

精度的关系 208

6.4.4开环对数幅频曲线与稳态 208

制闭环频率特性曲线 208

6.4.3 由开环频率特性曲线绘 208

6.5.2超前校正装置 209

6.5.3用伯德图说明串联超前校正原理 210

6.5.4用伯德图进行超前校正的步骤 211

6.6串联滞后校正 213

6.6.1滞后校正原理 213

6.6.2滞后校正步骤 215

6.7.1 串联滞后－超前校正 217

6.7串联滞后－超前校正和PID调节器 217

6.8.1反馈结构的基本特点 218

6.7.2 PID调节器 218

6.8频率法反馈校正 218

6.8.2反馈校正与反馈结构的优点 219

与校正过程 220

6.8.3反馈校正对控制性能的改善 220

6.8.4试凑法的小结 222

习题 223

7离散信号的频域分析 225

7.1离散信号与离散系统 225

7.1.1实际信号的谱分析 225

7.1.2数字滤波 225

7.1.3计算机控制系统 227

7.1.4数字传输电话 228

7.2.1推导和定义 229

7.1.5离散信号 229

7.2周期序列的傅里叶级数 229

7.1.6离散系统和采样系统 229

7.2.2说明 231

7.2.3举例 232

7.3序列的傅里叶积分与频谱函数 234

7.3.1序列傅里叶积分概念的引出 234

7.3.2序列傅氏变换即频谱的定义 235

7.3.3举例 235

频谱的关系 237

7.3.4连续信号与其采样序列 237

7.3.5采样定理 238

7.3.6序列傅氏变换的性质 241

7.4有限长序列的DFT 242

7.4.1有限长序列的DFT 242

7.4.2 DFT与序列连续频谱的关系 243

7.4.3 DFT与其采样前连续信号 246

频谱的关系 246

7.4.4频谱混叠和频谱泄漏 247

7.4.5 DFT的矩阵形式 248

7.4.6 DFT的快速算法FFT 249

7.5有限长序列DFT的主要性质 250

7.5.1线性 250

7.5.2奇偶性质 250

7.5.3反褶性质 250

7.5.4帕斯瓦尔等式 250

7.5.6循环卷积性质 251

7.5.5循环移位性质 251

7.6.1序列的双边z变换 257

7.5.7循环相关性质 257

7.6序列的z变换 257

7.6.2举例与收敛域 258

7.6.3因果序列的单边z变换 260

7.6.4 z变换表 261

*7.6.5序列的拉氏变换 261

7.7 z反变换 262

7.7.1定义 262

7.7.2 z反变换的方法 263

7.8 z变换的性质 265

习题 268

8线性离散系统分析 270

8.1 常系数线性差分方程和它的解 270

8.1.1微分方程的差分近似 270

8.1.2常系数线性差分方程 271

8.1.3差分方程初值问题的迭代解法 272

8.1.4非因果系统和因果系统 272

8.1.6差分方程初值问题的经典解 273

初值问题 273

8.1.5因果线性定常差分方程的 273

8.1.7z变换法解差分方程的初值问题 274

8.2脉冲响应函数与卷积 275

8.2.1脉冲响应函数与卷积 275

8.3线性定常离散系统的z传递函数 276

8.3.1 z传递函数的定义 276

8.2.2因果系统的脉冲响应函数 276

8.3.2因果系统z传递函数与差分 278

方程的关系 278

8.3.4动态结构图及其等效变换 279

8.3.3静态数学模型 279

8.3.5零阶保持器及其后面连续 280

系统的离散化 280

8.3.6闭环采样系统的z传递函数 281

8.4离散系统的稳定性 283

8.4.1稳定性的定义 283

8.4.2稳定的充分必要条件 283

8.4.3用w变换判断因果系统z 285

传递函数的稳定性 285

8.5采样控制系统的时域性能分析 286

8.5.1用z变换法求时域响应的例 286

8.5.2 z传递函数与暂态响应的关系 287

8.5.3最少拍系统 289

8.5.4采样控制系统的稳态误差 289

8.6线性定常离散系统的频率特性 290

8.5.5根轨迹法 290

8.6.1频率特性的定义 290

8.6.2频率特性与z传递函数的关系 291

8.6.3正弦稳态响应 291

8.6.4由z传递函数的零、极点 293

概略地画频率特性曲线 293

8.7数字滤波原理和FIR滤波器 295

8.7.1 数字滤波的目的和思路 295

8.7.2 IIR滤波器与FIR滤波器 296

8.7.3 FIR滤波器的稳定性 296

8.7.5线性相位FIR滤波器的特点 297

8.7.4非因果和因果FIR.滤波器 297

8.7.6 FIR滤波器设计的时窗法 298

8.7.7 FIR滤波器设计的频率采样法 300

8.7.8小结 301

8.8 IIR滤波器 301

8.8.1 IIR滤波器的特点 301

8.8.2脉冲响应不变法设计IIR滤波器 302

8.8.3双线性变换法设计IIR滤波器 303

*8.8.4零相位IIR滤波器 307

8.9.3零阶保持器的延迟作用 308

8.9.2计算机控制系统的特点和对策 308

8.8.5小结 308

8.9采样控制系统的连续系统等效 308

8.9.1采样控制系统频域分析的困难性 308

分析与校正 308

8.9.4连续系统等效分析法 309

8.9.5连续系统等效校正法 310

*8.10采样控制系统的离散化校正 311

8.10.1引言 311

8.10.2闭环z传递函数的期望 312

主导极点 312

8.10.3根轨迹法校正 312

8.10.4直接法 313

8.10.5大林算法 315

8.10.6史密斯补偿控制 317

习题 317

9系统的状态空间分析与综合 320

9.1 多输入多输出系统 320

9.1.1多输入多输出系统的概念 320

9.1.2线性定常系统的传递函数矩阵 321

9.1.3传递函数矩阵的解耦 323

9.1.4脉冲响应函数矩阵与卷积 325

9.2状态方程 326

9.2.1状态方程 326

9.2.3最小实现 329

9.2.2状态变量图 329

9.2.4状态变量的另一种定义 330

9.2.5由实际系统列写动态方程 330

9.2.6非线性时变系统的动态方程 332

9.3状态变换 333

9.3.1状态变换的概念 333

9.3.2化动态方程为对角标准形 334

9.3.3化动态方程为约当标准形 336

9.4动态方程与传递函数矩阵的关系 337

9.4.1 由动态方程求传递函数矩阵 337

9.4.2系统矩阵特征值与传递函数极点的关系，输出的稳定性 340

9.4.3单输入单输出系统的能控形实现 340

9.4.4传递函数的分子分母阶次 343

相同的情况 343

9.4.5单输入单输出系统的能观形实现 343

标准形实现 344

9.4.6单输入单输出系统的特征值 344

9.4.7传递函数矩阵的实现 345

9.5状态方程的解 346

9.5.1状态方程的初值问题 346

9.4.8小结 346

9.5.2矩阵指数 347

9.5.3齐次状态方程的解 347

9.5.4直接法计算eAt 348

9.5.5拉氏变换法计算eAt 348

9.5.6凯莱－哈密顿定理 348

9.5.7化为有限长级数计算eAt 349

9.5.8状态变量的稳定性 351

9.5.9状态转移矩阵 352

9.5.10矩阵指数（状态转移 352

矩阵）的性质 352

9.5.11 非齐次状态方程的解 354

9.6系统的状态能控性 356

9.6.1引言 357

9.6.2状态能控性的概念 357

9.6.3线性定常系统的能控性判据 358

9.6.4系统矩阵是对角阵时的 360

能控性判据 360

9.6.5系统矩阵是约当阵时的 361

能控性判据 361

9.6.6能控标准形的能控性 362

9.6.7化状态方程为能控标准形 362

9.6.8输出能控性 364

9.7基于状态反馈设计控制器 365

9.7.1 问题的提出 365

9.7.2单输入多输出系统的状态反馈 366

9.7.3举例 367

9.7.4稳态精度与跟踪问题 369

9.7.5小结 372

9.8.1状态观测问题 373

9.8系统的状态能观测性 373

9.8.2 状态的能观测性 374

9.8.3线性定常系统的能观性判据 374

9.8.4系统矩阵是对角阵时的 376

能观性判据 376

9.8.6能观标准形的能观性 377

9.8.7对偶原理 377

能观性判据 377

9.8.5系统矩阵是约当阵时的 377

9.8.8化状态方程为能观标准形 378

9.9.1状态观测器 379

9.9状态观测器 379

9.9.2举例 380

9.9.3降阶观测器及卡尔曼滤波器 383

9.9.4带状态观测器的状态反馈系统 383

9.10系统的结构分解与最小实现 385

9.10.1系统的结构分解 385

9.10.2单输入单输出系统传递函数的零、极点对消问题 386

9.10.3传递函数矩阵的零、极点对消问题 388

9.10.4最小实现与能控能观性的关系 389

9.10.5最小实现之间的关系 391

9.11最优控制与最大值原理 392

9.11.1最优控制问题 392

9.11.2最优控制问题的解法概述 393

9.11.3泛函 393

9.11.4泛函的极值与积分型最优 393

控制问题 393

9.11.5最大值原理 394

9.12.1线性二次型最优控制问题 397

9.12线性二次型最优控制 397

9.12.2有限时间状态调节器 398

9.12.3无限时间状态调节器 401

9.13离散系统的状态空间分析 402

9.13.1离散系统的z传递函数矩阵 402

9.13.2脉冲响应函数矩阵与卷积 402

9.13.3离散系统的动态方程 403

9.13.4离散系统的状态变量图 403

9.13.5状态变换 405

9.13.6由动态方程求z传递函数矩阵 405

9.13.7单输入单输出系统的实现 405

9.13.8连续状态方程的离散化 406

9.13.9线性定常离散状态方程的解 408

9.13.10离散系统状态变量的稳定性 409

9.13.11状态能控性和能观测性 409

9.13.12离散状态观测器 409

9.13.13采样控制系统的综合 410

习题 410

10非线性系统与李雅普诺夫稳定性 415

10.1控制系统中的非线性 415

10.1.1连续的非线性 415

10.1.2分段线性的非线性 417

10.1.3非线性系统及其特点 420

10.1.4非线性系统的计算机求解 422

10.1.5本章概要 423

10.2李雅普诺夫稳定性 423

10.2.1李雅普诺夫运动稳定性 423

10.2.2系统的平衡状态 425

10.2.3平衡状态的稳定性 426

10.2.4运动的渐近稳定性 428

10.2.5运动稳定性与平衡状态 428

稳定性的关系 428

附近线性化 429

10.3.3李氏第一法 429

10.3李雅普诺夫第一法 429

10.3.2把状态方程在平衡状态 429

10.3.1 引言 429

10.4.1标量函数的正负 431

10.4.2李氏第二法的基本定理 431

10.4.3基本定理的补充 434

10.4.4大范围渐近稳定性的判断 435

中的应用 436

10.4.5平衡状态不是原点的情况 436

10.4.6李氏第二法在控制系统 436

10.4.7小结 438

10.5李氏第二法应用于线性定常系统 438

10.5.1线性定常系统稳定的充要条件 438

*10.5.2应用于二次型性能指标 439

的最优化 439

10.6二阶自治系统的相平面分析 441

10.6.1相平面图 441

10.6.2相轨迹的特点 443

10.6.4线性定常系统奇点的类型 445

10.6.3画相平面图的等斜线法 445

10.6.5非线性系统的相平面分析 447

10.7用描述函数法讨论非线性系统的 452

自振荡问题 452

10.7.1 引言 452

10.7.2一类非线性系统的正弦响应 452

10.7.3描述函数 454

10.7.4反馈系统自振荡的必要条件 455

10.7.5基波近似下奈氏判据的推广 456

10.7.6基波近似下的自振荡分析 456

习题 458

10.7.7小结 458

11二维信号与系统 460

11.1 多维连续信号系统与偏微分方程 460

11.1.1多维信号与多维信号系统 460

11.1.2偏微分方程的引入 460

11.1.3定解条件和定解问题 462

11.1.4连接条件 463

11.1.5定解问题是多维信号系统的一种数学模型 463

11.2.1 用拉氏变换法解定解问题 464

定解问题 464

11.2用拉氏变换法解偏微分方程的 464

11.1.6本章概要 464

11.2.2线性定常系统 465

11.2.3分布参数系统在某处 466

的传递函数 466

11.3线性定常系统的脉冲响应 466

函数与卷积 466

11.3.1二维δ函数 466

11.3.2脉冲响应函数与卷积 466

11.4.1二维谐波 467

与傅氏变换 467

11.4二维连续信号的傅氏积分 467

11.3.3线性定常系统的稳定性 467

11.4.2二维傅氏积分与傅氏变换 468

11.4.3二维傅氏变换的性质 469

11.4.4等值线为平行直线的二维 472

信号的频谱 472

11.5二维信号系统的频率特性与 473

二维滤波 473

11.5.1线性定常系统的频率特性 473

带通和高通滤波器 474

11.5.4二维圆对称滤波器 474

11.5.3μ方向或ν方向低通、 474

1 1.5.2正弦稳态响应 474

11.5.5二维扇形理想滤波器 475

11.5.6偏微分方程形式的 477

二维滤波器 477

11.6二维序列的频谱与二维z变换 479

11.6.1二维序列 479

11.6.2二维序列的频谱 479

11.6.4二维序列的双边z变换 480

信号频谱的关系 480

11.6.3序列频谱与其采样前连续 480

11.7偏微分方程定解问题的差分解法 481

11.7.1把偏微分方程近似成多维 482

差分方程 482

11.7.2多维差分方程定解问题的解 483

11.7.3差分方程定解问题的稳定性 484

11.7.4差分近似的收敛性 484

差分方程 485

11.8.2因果递归型线性常系数 485

11.8.1二维离散信号系统 485

11.8二维离散信号系统简介 485

11.8.3脉冲响应函数与卷积 486

11.8.4 z传递函数 486

11.8.5二维离散系统稳定的充要条件 486

11.8.6因果系统z传递函数稳定 487

的充要条件 487

11.8.7线性定常系统的频率特性 489

11.8.8用一维滤波构成二维滤波 489

11.8.9小结 490

12.1.1 MATLAB简介 491

12.1 MATLAB概述 491

中的应用 491

12 MATLAB在控制工程与信号处理 491

12.1.2 MATLAB的工作环境 492

12.1.3演示程序 493

12.2基本语法 494

12.2.1变量 494

12.2.2矩阵的赋值 494

12.2.3矩阵的初等运算 496

12.2.4元素群运算 498

12.2.5关系运算与逻辑运算 499

12.2.6流程控制 500

12.2.7基本绘图方法 502

12.2.8 M文件及程序调试 504

12.3开发环境和工具 507

12.3.1 与其他软件的接口 507

12.3.2文件管理系统 507

12.4连续信号的频域分析 508

12.4.1周期信号傅氏级数的演示 508

12.4.2信号的频谱 508

12.4.3傅氏变换的解析表达式 510

12.4.4信号的相关函数 511

12.5.1部分分式分解 513

12.5.2多项式乘除 513

12.5线性连续系统的时域分析 513

12.5.3传递函数的建立和连接 514

12.5.4由传递函数求单位阶跃响应 515

12.5.5 由传递函数求单位斜坡响应 516

12.5.6由传递函数求脉冲响应函数 516

12.5.7用卷积求零状态响应 517

12.5.8由传递函数求任意输入的响应 518

12.6.1一般画法 519

12.5.9多项式的根和稳定性判断 519

12.6反馈系统的根轨迹 519

12.6.2零－极－增益模型 520

12.6.3求指定根的根轨迹增益 520

12.6.4指定K*变化的步长逐点绘制 522

12.6.5离散系统的根轨迹 523

12.7连续系统的频域分析 524

12.7.1 由传递函数求频率特性 524

12.7.2由传递函数画伯德图 526

12.7.3 由传递函数画奈奎斯特图 529

12.7.5频率域滤波原理 531

12.7.4正弦稳态响应的演示 531

12.7.6由传递函数求稳定裕量 533

12.8离散信号与系统 533

12.8.1 离散信号的频谱分析 533

与相关分析 533

12.8.2迭代法解差分方程求全响应 533

12.8.3用卷积求零状态响应 534

12.8.4由z传递函数求脉冲 534

响应函数 534

中的函数求响应 535

12.8.6用“控制系统工具箱” 535

12.8.5基于FFT求卷积 535

12.8.7由z传递函数求频率特性 537

12.8.8数字滤波原理 537

12.8.9连续系统的离散化 538

12.9状态空间分析 539

12.9.1传递函数矩阵的模型 539

12.9.2传递函数矩阵的响应 539

12.9.3传递函数矩阵的实现 539

12.9.4状态变换 541

12.9.5 由动态方程求传递函数矩阵 543

12.9.6特征值与特征向量 544

12.9.7矩阵指数 545

12.9.8状态空间模型的响应 545

12.9.9能控性阵和能观性阵的计算 546

12.9.10矩阵的秩 546

12.9.11 能控与不能控分解 547

1 2.9.12能观与不能观分解 548

12.9.13离散系统和采样系统 548

12.10复杂系统的响应与Simulink 549

12.10.1概述 549

12.10.2 Simulink仿真模型的建立 549

12.10.3仿真参数的设定和仿真过程 552

12.10.4带有延迟环节的系统 554

12.1 1非线性系统 555

12.11.1饱和环节和非线性函数 555

12.11.2继电特性 556

12.11.3自振荡现象的演示 557

附录A傅里叶变换简表 559

附录B拉普拉斯变换简表 562

附录C本书所用的MATLAB命令、 563

函数或标识符 563

参考文献 565