第一章 自动控制的基本原理 1
1-1 引言 1
1-2 自动控制系统的工作原理及其组成 3
1-3 自动控制系统的分类 6
一、按信号的传递路径来分 6
二、按系统输入信号的变化规律不同来分 8
三、按系统传输信号的性质来分 8
四、按描述系统的数学模型不同来分 9
习题 10
第二章 控制系统的模型 11
2-1 控制系统中常用的几种数学模型及其内在联系 11
一、时间域中的数学模型——微分方程 11
二、复数域中的数学模型——传递函数 12
三、频率域中的数学模型——频率特性 14
四、控制系统三种数学模型的内在联系 15
2-2 典型环节及其数学模型 17
2-3 控制系统的图模型——方块图 25
2-4 控制系统图模型的另一种形式——信号流程图 31
一、几个定义 31
二、信流图的性质及运算法则 32
三、控制系统的信号流程图 32
四、梅逊公式 33
习题二 35
第三章 控制系统的时域分析 41
3-1 概述 41
3-2 控制系统的稳定性 43
一、稳定的概念和定义 43
二、劳斯稳定判据 44
3-3 控制系统的稳态误差 48
一、稳态误差 48
二、动态误差系数 52
三、由扰动引起的稳态误差 54
四、提高系统稳态精度的方法 55
3-4 控制系统的瞬态响应 56
一、一阶系统的瞬态响应 57
二、二阶系统的瞬态响应 57
三、欠阻尼二阶系统参数ξ、ωu与性能指标的关系 60
四、高阶系统的瞬态响应 63
五、用数字计算机计算控制系统的响应 66
习题三 68
第四章 控制系统的复域分析——根轨迹法 73
4-1 根轨迹法 73
一、根轨迹的基本概念 73
二、根轨迹的特性 75
三、绘制根轨迹的步骤 76
4-2 绘制根轨迹图的基本规则 77
一、根轨迹的起点和终点 77
二、根轨迹的分支数 78
三、根轨迹的对称性 78
四、根轨迹的渐近线 78
五、根轨迹在实轴上的分布 79
六、根轨迹在实轴上的分离点与会合点 80
七、根轨迹的出射角与入射角 85
八、根轨迹与虚轴的交点 86
九、根轨迹的走向 88
十、根轨迹上K1值的计算 89
4-3 控制系统性能的复域分析 94
一、基于根轨迹图的系统特性分析 94
二、增加开环零、极点对系统性能的影响 94
三、闭环零、极点对系统动态性能的影响 96
习题四 98
第五章 控制系统的频域分析 102
5-1 频率特性 102
5-2 频率特性的三种图示法 103
一、典型环节的极坐标图 103
二、对数坐标图 108
三、最小相位系统 116
四、对数幅-相图 117
5-3 控制系统的稳定性分析 118
一、奈魁斯特稳定性判据 118
二、控制系统的相对稳定性 125
三、对数坐标图与系统稳态误差 128
5-4 闭环频率特性 129
一、等M圆 129
二、等N圆 131
三、尼柯尔斯图线 132
四、非单位反馈系统的闭环频率特性 136
五、极坐标图、伯德图及对数幅-相图的关系 137
5-5 频域性能指标与时域性能指标的关系 138
一、闭环频域指标与时域指标之间的关系 139
二、开环频域指标与时域指标之间的关系 141
5-6 传递函数的实验确定法及频率特性的计算机求解 143
一、传递函数的实验确定法 143
二、用数字计算机求解系统的频率特性 146
习题五 147
第六章 控制系统的校正 152
6-1 引言 152
一、校正方式 152
二、不同域中性能指标的表示方法及其相互转换 153
6-2 频率域中的无源串联校正 157
一、超前校正装置与超前校正 158
二、迟后校正装置与迟后校正 162
三、迟后-超前校正装置与迟后——超前校正 166
6-3 频率域中的反馈校正 169
一、比例反馈校正 170
二、速度反馈校正 171
三、速度微分反馈校正 174
6-4 复合控制系统 177
一、按输入作用进行补偿的复合控制系统 177
二、具有扰动补偿的复合控制系统 179
6-5 复数域中的无源串联校正 180
一、根轨迹校正的基本思想 180
二、串联超前校正 181
三、串联迟后校正 183
四、迟后——超前校正 187
6-6 模拟PID调节器 188
一、比例（P）调节器及其控制规律 189
二、比例微分（PD）调节器及其控制规律 191
三、比例积分（PI）调节器及其控制规律 195
四、比例、积分、微分（PID）调节器及其控制规律 197
习题六 199
第七章 计算机控制系统 209
7-1 概述 209
7-2 计算机控制系统的硬件组成 211
7-3 采样过程的数学处理 215
一、采样开关的数学描述及特性 216
二、保持器的频率特性 220
7-4 Z变换 222
一、Z变换的定义 222
二、Z变换的基本性质 223
三、Z变换的求法 225
四、Z反变换的求法 227
7-5 脉冲传递函数 229
一、开环脉冲传递函数 229
二、含有数字控制器的开环系统脉冲传递函数 232
三、闭环脉冲传递函数 234
7-6 离散控制系统的性能分析 238
一、离散控制系统的稳定性 238
二、离散控制系统过渡过程的分析 241
三、离散控制系统的稳态误差 245
7-7 数字控制器的直接设计 249
一、在伯德图上设计数字控制器D（z） 249
二、在根轨迹图上设计数字控制器D（z） 257
7-8 数字控制器的连续域——离散化设计方法 260
一、采样保持器的处理 261
二、模拟调节器D（s）的离散化方法 261
7-9 数字PID调节器 267
一、位置式式数字PID控制器 267
二、增量式数字PID控制器 269
三、PID参数的整定 271
习题七 274
第八章 专家系统初步及在控制中的应用 283
8-1 人工智能 283
一、智能与人工智能 283
二、人工智能的研究方法 285
8-2 专家系统 288
一、专家系统的定义 289
二、专家系统的结构 289
三、专家系统的应用及分类 291
8-3 产生式系统 294
一、人工智能中的“知识表达”技术 294
二、产生式专家系统的组成及冲突解决策略 301
三、产生式系统的优缺点及其发展 302
8-4 产生式专家系统示例 303
8-5 产生式系统在工程控制中的应用 308
一、控制对象情况介绍与特性分析 309
二、温度控制的产生式系统 310
习题八 312