第一章 绪论 1
§1-1 开环和闭环控制系统 1
§1-2 控制系统的分类 4
§1-3 线性和非线性控制系统 5
§1-4 线性控制系统中的信号模型 8
§1-5 性能指标 11
一、稳定性 11
二、响应速度 12
三、精确度 13
§1-6 线性控制系统的研究方法 15
习题 16
第二章 线性控制系统的运动方程和传递函数 17
§2-1 引言 17
§2-2 相似系统和典型环节 18
§2-3 比较元件和敏感元件 23
一、角度传感器 24
二、速度敏感元件 27
三、温度、照度、湿度和压力敏感元件 28
§2-4 执行元件 28
一、他励式直流伺服电动机 29
二、二相异步电动机 31
§2-5 放大元件 34
一、晶体管伺服放大器 35
二、可控硅功率放大元件 36
三、放大电机 38
§2-6 变换元件 41
一、相敏检波器 42
二、极性调制器 43
§2-7 系统传递函数的计算 44
一、框图变换 44
二、信号流图变换 46
三、梅逊公式 49
一、小功率交流控制系统 50
§2-8 控制系统举例 50
二、中功率直流控制系统 51
习题 53
第三章 控制系统的时间域分析 57
§3-1 引言 57
§3-2 二阶系统 57
一、运动方程 58
二、运动方程的解 58
三、性能指标与系统参数的关系 60
一、系统稳定性的定义 62
§3-3 系统的稳定性 62
二、传递函数的极点与系统稳定性的关系 63
§3-4 稳定性的代数判据 65
一、饶斯（Routh）判据 65
二、霍尔维茨（Hurwitz）判据 68
§3-5 系统的暂态性能 68
§3-6 系统的稳态误差 71
一、稳态误差的终值 72
二、误差系数 74
§3-7 根轨迹法 76
一、根轨迹的基本概念 76
二、幅值条件和辐角条件 77
三、绘制根轨迹的法则 78
§3-8 时域分析法计算举例 83
§3-9 绘制根轨迹的计算机程序* 87
一、程序使用说明 87
二、流程图（见图3-33） 89
三、程序清单（见表3-4） 89
习题 93
第四章 控制系统的频率域分析 97
§4-1 引言 97
一、幅相特性—奈魁斯特（Nyquist）图 98
§4-2 频率特性的几何表示 98
二、对数频率特性—波德（Bode）图 99
三、幅频特性与相频特性的对应问题—最小相位系统 100
§4-3 开环对数频率特性的绘制 103
一、单回路系统的开环对数频率特性 103
二、多回路系统的开环对数频率特性 105
§4-4 稳定性判断 107
一、辐角原理 107
二、用于幅相特性的奈魁斯特判据 107
三、用于对数特性的奈魁斯特判据 111
§4-5 稳定裕度 112
§4-6 闭环频率特性与系统的暂态性能 114
一、闭环频率特性的绘制 114
二、二阶系统的频率特性与暂态指标的关系 117
三、高阶系统暂态指标的近似计算 119
§4-7 稳态误差与噪声干扰误差 119
一、原理性稳态误差的计算 120
二、扰动的稳态误差 120
三、噪声干扰误差 121
§4-8 频率特性的计算程序 122
一、计算公式 122
三、程序清单 124
二、流程图和使用说明 124
习题 126
第五章 控制系统的校正 128
§5-1 引言 128
§5-2 串联校正 130
一、比例-微分（PD）校正和导前网络 130
二、比例-积分（PI）校正和滞后网络 133
三、比例-积分-微分（PID）校正与复合网络 135
四、串联校正网络的选择 137
一、速度反馈 139
§5-3 反馈校正 139
二、加速度反馈 140
§5-4 顺馈校正 141
一、复合控制与不变性原理 142
二、对于输入信号的顺馈校正 143
三、对于扰动信号的顺馈校正 144
§5-5 系统校正举例 145
习题 148
第六章 离散控制系统 152
§6-1 引言 152
一、采样器 154
§6-2 信号的采样与恢复 154
三、保持器 156
二、信号的恢复和采样定理 156
§6-3 Z变换与Z反变换 159
一、Z变换 159
二、Z反变换 162
§6-4 离散系统的运动方程及其解 165
一、离散系统的运动方程 165
二、递推法解差分方程 166
三、Z变换法解差分方程 167
一、脉冲传递函数的计算 168
§6-5 离散系统的脉冲传递函数 168
二、级联元件的脉冲传递函数 169
三、闭环脉冲传递函数 170
§6-6 Z域分析法 172
一、稳定性分析 172
二、暂态性能分析 174
三、稳态误差计算 177
§6-7 数字控制系统的校正 179
一、连续化综合方法 180
二、Z域根轨迹综合法 182
一、最少拍系统综合 184
§6-8 最少拍、无波纹系统综合 184
二、最少拍无波纹系统的综合 189
习题 190
第七章 非线性控制系统 194
§7-1 引言 194
§7-2 非线性系统的线性化分析法 195
§7-3 描述函数分析法 197
一、描述函数法的基本概念 198
二、几种非线性特性的描述函数 198
三、用描述函数分析系统的稳定性 201
一、相迹的概念 203
§7-4 相平面分析法 203
二、非线性系统的相迹 205
三、相迹的绘制方法 207
四、由相迹图求时间响应 210
五、非线性系统分析举例 210
§7-5 用李亚普诺夫直接法研究系统的稳定性 212
一、李亚普诺夫稳定性定义 212
二、李亚普诺夫稳定性判断方法 213
习题 216
第八章 状态空间分析法 218
§8-1 引言 218
一、由运动方程式列写状态方程 222
§8-2 状态方程的列写方法 222
二、由传递函数列写状态方程 225
三、线性时变系统和多输入-多输出系统的状态方程 230
§8-3 连续系统状态方程的解法 234
一、时间域解法 234
二、复频域解法 236
§8-4 矩阵指数的性质和计算方法 239
一、矩阵指数的性质 239
二、矩阵指数的计算方法 240
§8-5 离散系统的状态空间分析 245
一、能控性 253
§8-6 能控性和能观测性 253
二、能观测性 255
三、离散系统的能控性和能观测性 257
四、最小实现 259
五、不能控和不能观测系统的分解 261
§8-7 状态变量反馈 262
§8-8 状态观测器 266
一、开环状态观测器 266
二、闭环渐近状态观测器 267
习题 271
参考文献 276