第一章 自动控制系统的基本概念 1
§1-1 自动控制和自动控制系统 1
目录 1
一、人工控制 2
二、自动控制 3
§1-2 自动控制系统的方框图与基本环节 4
§1-3 自动控制系统的基本类型 8
一、恒值控制系统和随动控制系统 8
二、线性控制系统和非线性控制系统 8
三、连续控制系统和采样控制系统 9
二、准确性 10
三、快速性 10
§1-4 对自动控制系统的要求及本课程的基本任务 10
一、稳定性 10
小结 11
思考题及习题 11
第二章 控制系统的数学模型 13
§2-1 动态微分方程的建立 13
§2-2 传递函数 18
一、传递函数的概念 19
二、典型环节及其传递函数 22
§2-3 系统动态结构图 27
§2-4 结构图的等效变换及系统传递函数 32
一、环节组合的基本结构图及其传递函数 32
二、综合点与引出点的变位移动 35
三、自动控制系统的传递函数 36
四、系统传递函数求取举例 37
五、梅逊（S．J．Mason）公式 42
小结 45
思考题 45
习题 46
一、典型输入信号 51
§3-1 典型输入信号和时域性能指标 51
第三章 时域分析法 51
二、输入量为单位阶跃函数时系统的暂态性能指标 53
§3-2 控制系统的稳定性分析 53
一、线性系统稳定性的概念和稳定的充分必要条件 53
二、劳斯判据 54
三、古尔维茨判据 57
四、代数判据的应用 58
§3-3 控制系统的暂态响应分析 60
一、一阶系统的暂态响应分析 60
二、二阶系统的暂态响应分析 62
三、二阶系统的暂态性能指标 64
四、高阶系统的暂态响应分析 69
一、给定稳态误差 70
§3-4 控制系统的稳态误差分析 70
二、扰动稳态误差 73
三、减小稳态误差的方法 75
小结 75
思考题及习题 76
第四章 根轨迹法 79
§4-1 根轨迹的基本概念及绘制条件 79
一、根轨迹的基本概念 79
二、根轨迹方程及绘制条件 80
§4-2 绘制根轨迹的基本规则 81
三、根轨迹的对称性 82
四、实轴上的根轨迹 82
一、根轨迹的起点和终点 82
二、根轨迹的分支数 82
五、根轨迹的渐近线 83
六、根轨迹的分离点与会合点 84
七、根轨迹的入射角和出射角 85
八、根轨迹与虚轴的交点 86
九、根之和 86
§4-3 根轨迹绘制举例 87
§4-4 参量根轨迹的绘制 91
一、闭环零、极点分布与阶跃响应的定性关系 93
§4-5 用根轨迹法分析自动控制系统 93
二、控制系统根轨迹分析举例 94
三、用根轨迹法分析系统的一般步骤 95
§4-6 根轨迹的改造 95
一、增加开环零点对根轨迹的影响 95
二、增加开环极点对根轨迹的影响 96
三、增加开环偶极子对根轨迹的影响 97
小结 97
习题 98
§5-1 频率特性 100
一、定义 100
第五章 频率法 100
二、频率特性的图示 101
三、系统频率特性与传递函数的关系 102
§5-2 频率特性的极坐标图 103
一、典型环节的频率特性及其极坐标图 103
二、开环系统的极坐标图 105
§5-3 奈奎斯特（Nyquist）稳定性判据 107
一、幅角原理 107
二、奈奎斯特（N氏）曲线 108
三、条奎斯特判据（N氏判据） 108
一、最小相位系统和非最小相位系统 111
二、系统的稳定裕量 111
§5-4 系统稳定的性能指标 111
§5-5 频率特性的对数坐标图（Boce图） 112
一、Bode图 112
二、典型环节的Bode图 112
三、开环系统的Bode图 115
§5-6 系统的Bode图分析 116
一、稳定性能的分析 116
二、稳态性能的分析 119
三、暂态性能的分析 121
一、时域性能指标与ζ的关系 123
二、频域性能指标与ζ的关系 123
§5-7 二阶系统的频率特性与ζ的关系 123
三、二阶系统的频率特性与暂态性能的关系 124
§5-8 闭环幅频特性的描绘 124
一、等M圆 125
二、应用等M圆族确定Mr、ωr和ωb 126
三、应用等M圆求相角裕量 126
四、开环频率特性的对数幅-相图 127
五、尼科尔斯（Nichols）图 128
六、利用尼科尔斯（Nichols）图线确定性能指标 128
小结 129
思考题及习题 130
二、校正方式 132
一、什么是系统校正和校正装置 132
第六章 控制系统的综合校正 132
§6-1 系统校正概述 132
三、性能指标 133
四、校正装置的设计方法 134
§6-2 常用校正装置及其特性 135
一、超前校正装置 135
二、滞后校正装置 136
三、滞后-超前校正装置 137
§6-3 用根轨迹法进行串联校正 139
一、串联超前校正 139
二、串联滞后校正 141
一、用伯德图进行串联超前校正 142
§6-4 用频率法进行串联校正 142
二、用伯德图进行串联滞后校正 145
三、用伯德图进行串联滞后-超前校正 147
§6-5 按希望模型进行串联校正 149
一、典型二阶开环模型及其特性 150
二、按最佳二阶开环模型校正系统 150
三、应用二阶最佳模型设计校正装置的一般步骤和方法 151
§6-6 局部反馈校正 152
一、局部反馈校正的方法 153
§6-7 复合校正 154
二、举例 154
一、反馈控制与前置校正的复合控制 155
二、反馈控制与扰动补偿校正的复合控制 156
小结 157
习题 157
第七章 非线性控制系统 159
§7-1 典型非线性特性及其对系统性能的影响 159
一、饱和特性 159
二、死区特性 159
三、回环特性 160
四、继电器特性 160
§7-2 描述函数法 161
一、描述函数法的基本思想和应用条件 162
二、描述函数的表示式 162
三、典型非线性元件的描述函数 163
§7-3 用描述函数法研究非线性控制系统 174
一、非线性控制系统的稳定性分析 174
二、非线性控制系统的自振荡分析 175
三、应用举例 176
四、系统的校正 180
小结 182
习题 182
一、采样脉冲控制系统 186
§8-1 采样控制系统的基本概念 186
第八章 采样控制系统 186
二、采样数字控制系统 188
§8-2 采样过程与采样定理 189
一、采样过程 189
二、采样定理 191
三、信号复现 192
§8-3 z变换 195
一、z变换的定义 195
二、z变换的求取 196
三、z变换的基本定理 198
四、z反变换 202
§8-4 采样控制系统的数学模型 203
一、差分方程 203
二、脉冲传递函数 207
§8-5 采样控制系统的时域分析 212
一、采样控制系统的稳定性 212
二、采样控制系统的暂态性能 215
三、采样控制系统的稳态误差 218
小结 220
思考题及习题 220
附录 223
参考文献 225