第1章 导论 1
引言 1
MATLAB和控制系统工具箱 1
课目之间的相互参照 2
本书的使用方法 3
第2章 单方框模型及其响应 6
引言 6
传递函数 6
例2.1创建G（s）为TF对象 7
源程序2.1 8
例2.1创建G（s）为ZPK对象 8
源程序2.2 9
强化习题 9
P2.1～P2.4 9
留数与脉冲响应 9
例2.3求部分分式展开式和g（t） 10
源程序2.3 11
例2.4单个极点引起的时间响应 12
互异极点的时间响应 12
强化习题 12
P2.5～P2.6 12
源程序2.4 13
交叉检查 13
强化习题 13
P2.7～P2.8 13
重极点引起的时间响应 14
例2.5重极点 14
源程序2.5 15
强化习题 15
P2.9～P2.10 15
阶跃响应 15
例2.6 G（s）的阶跃响应 15
源程序2.6 16
例2.7脉冲输入响应 17
对一般输入的响应 17
P2.11～P2.12 17
强化习题 17
源程序2.7 18
P2.13～P2.14 19
极点和稳定性 19
例2.8极点和系统稳定性 20
源程序2.8 20
交叉检查 20
P2.15～P2.18 21
强化习题 21
零点对系统响应的影响 22
例2.9阻塞零点 22
源程序2.9 23
强化习题 24
P2.19～P2.20 24
例2.10右半平面零点 24
综合问题 25
E2.1 25
探究 25
源程序2.10 25
CP2.1～CP2.5 26
小结 27
本章所使用的MATLAB函数 27
习题答案 29
第3章 建立和分析多方框模型 31
引言 31
串联连接 31
例3.1两个系统的串联连接 32
源程序3.1 33
强化习题 33
P3.1～3.6 33
并联连接 34
例3.2并联连接 34
源程序3.2 35
强化习题 35
例3.3串联/并联连接 36
P3.7～P3.10 36
源程序3.3 37
强化习题 38
P3.11～P3.12 38
反馈连接 38
例3.4反馈连接 39
源程序3.4 39
强化习题 40
P3.13～P3.19 40
控制器传递函数 41
双输入反馈系统 42
例3.5双输入反馈系统 42
源程序3.5 45
探究 45
E3.1 45
CP3.1～CP3.5 46
综合问题 46
小结 48
本章所使用的MATLAB函数 48
习题答案 49
第4章 状态空间模型 51
引言 51
模型的创建、变换和互连 51
例4. 1建立状态空间模型 52
P4.1～P4.2 54
例4.2串联、并联和反馈连接 54
源程序4.1 54
强化习题 54
源程序4.2 55
强化习题 56
P4.3～P4.5 56
极点、零点、特征值和稳定性 56
强化习题 57
P4.6～P4.8 57
源程序4.3 57
例4.3特征值和传递零点 57
时间响应 58
例4.4脉冲、阶跃和一般响应 58
源程序4.4 59
强化习题 59
P4.9～P4.11 59
例4.5标准变换 60
状态变换 60
源程序4.5 61
强化习题 61
P4.12～P4.13 61
探究 62
EP4.1 62
综合问题 62
CP4.1～CP4.4 62
小结 63
本章所使用的MATLAB函数 63
习题答案 64
引言 67
绘制根轨迹图 67
第5章 根轨迹图 67
例5.1纯实数极点 68
源程序5.1 68
例5.2实数和复数极点 70
源程序5.2 70
强化习题 72
P5.1～P5.9 72
例5.3可变零点位置 74
任意参数的变化 74
源程序5.3 75
强化习题 76
P5.10～P5.12 76
交叉检验 77
探究 77
E5.1～E5.2 77
综合问题 77
CP5.1～CP5.4 77
小结 79
本章所使用的MATLAB函数 80
习题答案 80
第6章 频率响应分析 82
引言 82
正弦稳态响应 82
例6.1正弦稳态响应 83
源程序6.1 83
P6.1～P6.5 84
强化习题 84
频率响应曲线 85
例6.2伯德图、尼柯尔斯图和奈奎斯特图 86
源程序6.2 86
例6.3转角频率和渐近线 88
源程序6.3 88
强化习题 89
P6.6～P6.11 89
例6.4 穿越频率、裕量和稳定性 91
频域稳定性分析 91
源程序6.4 92
交叉检验 93
强化习题 93
P6.12～P6.14 93
探究 93
E6.1 93
综合问题 94
CP6.1～CP6.4 94
小结 95
本章所使用的MATLAB函数 95
习题答案 96
第7章 系统性能 97
引言 97
时域性能 97
例7.1阶跃响应性能 99
源程序7.1 99
强化习题 100
P7.1～P7.3 101
稳态调节 101
例7.2速度误差系数 101
源程序7.2 102
强化习题 102
P7.4～P7.5 102
频域性能 103
源程序7.3 104
例7.3频域性能 104
强化习题 106
P7.6～P7.7 106
探究 106
E7.1 106
综合问题 107
CP7.1～CP7.3 107
小结 108
本章所使用的MATLAB函数 108
习题答案 109
第8章 比例-积分-微分控制 110
引言 110
比例控制 110
例8.1比例控制 111
源程序8.1（a） 112
源程序8.1（b） 113
源程序8.1（c） 115
比例+积分控制 115
例8.2 PI控制 116
源程序8.2（a） 117
源程序8.2（b） 118
比例-积分-微分控制 120
例8.3 PID控制 120
探究 124
E8.1～E8.2 124
综合问题 125
CP8.1～CP8.3 125
本章所使用的MATLAB函数 126
小结 126
第9章 频率响应设计 128
引言 128
滞后控制器设计 128
方法1——提高低频幅值 128
例9.1滞后控制器设计方法1 130
源程序9.1（a） 130
源程序9.1（b） 132
方法2——减小中频和高频幅值 133
例9.2滞后控制器设计方法2 134
源程序9.2（c） 135
超前控制器设计 136
例9.3超前控制器设计 138
源程序，9.3 139
基于频率响应的超前滞迟后控制器设计 141
例9.4超前-滞后控制器设计 141
源程序9.4 143
例9.5 PID的超前-滞后控制 145
基于PID的超前-滞后控制器设计 145
源程序9.5 146
探究 148
E9.1～E9.2 148
综合问题 149
CP9.1～CP9.2 149
小结 149
本章所使用的MATLAB函数 150
能控性 151
引言 151
第10章 状态空间设计法 151
例10.1能控性矩阵 152
源程序*10.1 152
强化习题 152
P10.1～P10.2 152
极点配置 153
例10.2全状态反馈的极点配置 153
强化习题 154
例10.3极点配置（低增益） 154
源程序*10.2 154
P10.3～P10.5 155
能观性 155
例10.4能观性矩阵 155
源程序10.4 156
强化习题 156
P10.6～P10.8 156
源程序10.5 157
例10.5观测器设计 157
观测器设计 157
强化习题 158
P10.9～P10.11 159
观测器-控制器设计 160
例10.6观测器-控制器设计 160
源程序10.6 161
强化习题 164
P10.12～P10.14 164
E10.1～E10.2 165
探究 165
综合问题 166
CP10.1～CP10.4 166
小结 168
本章所使用的MATLAB函数 168
习题答案 169
附录 170
A 实际系统的模型 170
引言 170
电源系统 171
具有反作用轮的人造卫星 172
弹性杆平衡器 174
水轮机和进水管 176
B MATLAB命令 178
引言 178
本书中使用的MATLAB函数 178
参考文献 184
索引 185