第一章 绪论 1
第一节 自动控制系统的一般概念 1
第二节 开环控制与闭环控制 4
第三节 自动控制系统的分类 8
第四节 对控制系统性能的要求和本课程的任务 9
习题 10
第二章 控制系统的数学模型 13
第一节 列写系统微分方程式的一般方法 13
第二节 非线性数学模型的线性化 17
第三节 传递函数 20
第四节 框图和系统的传递函数 30
第五节 信号流图和梅逊公式的应用 39
小结 44
例题分析 44
习题 47
第三章 控制系统的时域分析 52
第一节 典型的试验信号 52
第二节 一阶系统的时域响应 54
第三节 二阶系统的时域响应 56
第四节 高阶系统的时域响应 68
第五节 用MATLAB求控制系统的瞬态响应 69
第六节 线性定常系统的稳定性 78
第七节 劳斯稳定判据 80
第八节 控制系统的稳态误差 85
第九节 控制系统对参数变化的灵敏度 92
小结 95
例题分析 96
习题 100
第四章 根轨迹法 104
第一节 根轨迹法的基本概念 104
第二节 绘制根轨迹的基本规则 109
第三节 参量根轨迹的绘制 121
第四节 非最小相位系统的根轨迹 123
第五节 用MATLAB绘制控制系统的根轨迹 126
第六节 特征方程根的灵敏度 134
第七节 用根轨迹法分析控制系统 138
小结 142
例题分析 142
习题 146
第五章 频率响应法 151
第一节 频率特性 151
第二节 对数坐标图 156
第三节 极坐标图 170
第四节 用MATLAB绘制伯德图和乃奎斯特图 178
第五节 乃奎斯特稳定判据 186
第六节 相对稳定性分析 197
第七节 频域性能指标与时域性能指标间的关系 203
第八节 传递函数的实验确定 208
小结 209
例题分析 210
习题 215
第六章 控制系统的校正 221
第一节 引言 221
第二节 超前校正 223
第三节 滞后校正 234
第四节 滞后-超前校正 242
小结 249
例题分析 250
习题 257
第七章 PID控制与鲁棒控制 260
第一节 引言 260
第二节 PID控制器及其参数的调整 261
第三节 控制系统的鲁棒性和灵敏度 266
第四节 控制系统的鲁棒性分析 268
第五节 鲁棒控制系统的设计 270
小结 275
例题分析 275
习题 278
第八章 离散控制系统 281
第一节 引言 281
第二节 信号的采样与复现 283
第三节 z变换与z反变换 289
第四节 脉冲传递函数 297
第五节 差分方程 305
第六节 离散控制系统的性能分析 310
小结 320
例题分析 320
习题 325
第九章 状态空间分析法 328
第一节 状态变量描述 328
第二节 传递函数与动态方程的关系 333
第三节 矩阵A的对角化 345
第四节 线性定常连续系统状态方程的解 351
第五节 线性定常离散系统的动态方程式 362
第六节 线性定常系统的能控性 369
第七节 线性定常系统的能观性 376
第八节 对偶性原理 382
第九节 能控性和能观性与传递函数的关系 384
第十节 状态反馈和极点的任意配置 389
第十一节 内部模型的设计 394
第十二节 状态观测器及其应用 398
小结 404
例题分析 405
习题 417
附录 422
第十章 非线性控制系统 426
第一节 非线性系统的概述 426
第二节 非线性元件的描述函数 431
第三节 用描述函数分析非线性控制系统 439
第四节 相轨迹 442
第五节 奇点与极限环 449
第六节 非线性系统的相平面分析 456
小结 462
例题分析 462
习题 468
参考文献 471