第1章 控制系统引论 1
预览 1
引论 2
自动控制的历史 3
利用反馈的两个例子 5
控制工程的实践 6
现代控制系统的例子 7
自动装配和机器人 13
控制系统的发展趋势 14
工程设计 14
机电系统 15
控制系统设计 18
设计举例：转台速度控制 19
设计举例：胰岛素注射控制系统 20
系列设计举例：磁盘驱动器读入系统 21
练习题 23
习题 24
高级习题 29
设计题 30
名词和概念 31
第2章 系统的数学模型 33
预览 33
引言 33
物理系统的微分方程 34
物理系统的线性近似 37
拉普拉斯变换 39
线性系统的传递函数 44
框图模型 56
信号流图模型 60
控制系统的计算机分析 65
设计举例 66
利用MATLAB进行系统仿真 73
系列设计举例：磁盘驱动器读入系统 85
小结 87
练习题 87
习题 94
高级习题 108
设计题 109
MATLAB题 111
名词和概念 113
第3章 状态变量模型 116
预览 116
引言 116
动态系统的状态变量 117
状态微分方程 119
信号流图和框图模型 121
其他形式的信号流图和框图模型 130
从状态方程得到传递函数 135
时间响应和状态转移矩阵 136
离散时间响应的计算 139
设计举例：打印机皮带驱动器 143
利用MATLAB分析状态变量模型 148
系列设计举例：磁盘驱动器读入系统 152
小结 154
练习题 155
习题 158
高级习题 168
设计题 169
MATLAB题 170
名词和概念 172
第4章 反馈控制系统的特性 174
预览 174
开环和闭环控制系统 174
控制系统对于参数变化的灵敏度 176
控制系统的暂态响应控制 179
反馈控制系统中的扰动信号 182
稳态误差 186
反馈代价 188
设计实例：英吉利海峡隧道掘进机 188
设计实例：火星探测车 191
使用MATLAB分析控制系统特性 193
系列设计举例：磁盘驱动器读入系统 199
小结 202
练习题 203
习题 206
高级习题 214
设计题 217
MATLAB题 220
名词和概念 223
第5章 反馈控制系统的性能 224
预览 224
引论 225
测试输入信号 225
二阶系统的性能 227
附加零极点对二阶系统响应的影响 232
阻尼系数的估算 236
s平面上根的位置与暂态响应 237
反馈控制系统的稳态误差 238
非单位反馈系统的稳态误差 241
性能指标 243
线性系统的简化 250
设计实例：哈勃望远镜指向系统 253
利用MATLAB和Simulink分析系统性能 255
系列设计举例：磁盘驱动器读入系统 263
小结 266
练习题 267
习题 271
高级习题 277
设计题 279
MATLAB题 282
名词和概念 284
第6章 线性反馈系统的稳定性 285
预览 285
稳定性的概念 285
Routh-Hurwitz稳定性判据 288
反馈控制系统的相对稳定性 295
状态变量系统的稳定性 296
设计实例：漫游车转向控制 299
应用MATLAB分析系统稳定性 300
系列设计举例：磁盘驱动器读入系统 308
小结 310
练习题 311
习题 313
高级习题 318
设计题 320
MATLAB题 322
名词和概念 324
第7章 根轨迹方法 325
预览 325
引论 326
根轨迹的概念 326
画出根轨迹的步骤 329
一个应用根轨迹法进行控制系统分析和设计的例子 341
应用根轨迹法进行参数设计 344
灵敏度与根轨迹 348
三项（PID）控制器 353
设计实例：激光操作器控制系统 355
机器人控制系统的设计 357
应用MATLAB分析根轨迹 360
系列设计举例：磁盘驱动器读入系统 364
小结 366
练习题 369
习题 374
高级习题 385
设计题 388
MATLAB题 394
名词和概念 396
第8章 频率响应法 397
预览 397
引论 397
频率响应图 400
绘制Bode图举例 413
频率响应的测量 416
频域性能指标 418
对数幅相图 420
设计举例：雕刻机的控制系统 421
使用MATLAB的频率响应方法 424
系列设计举例：磁盘驱动器读入系统 429
小结 431
练习题 434
习题 437
高级习题 447
设计题 448
MATLAB题 451
名词和概念 454
第9章 频域稳定性 456
预览 456
引论 456
s平面上的围道映射 457
Nyquist判据 462
相对稳定性与Nyquist判据 471
在频域中给定时域性能指标 476
系统带宽 482
时滞控制系统的稳定性 484
设计举例：遥控侦察车 486
频域中的PID控制器 489
利用MATLAB分析频域稳定性 490
系列设计举例：磁盘驱动器读入系统 499
小结 506
练习题 507
习题 513
高级习题 523
设计题 526
MATLAB题 531
名词和概念 533
第10章 反馈控制系统的设计 535
预览 535
引论 536
系统设计方法 537
串联校正网络 538
用Bode图进行超前校正设计 542
用根轨迹进行超前校正设计 546
用积分网络进行系统设计 551
用根轨迹进行滞后校正设计 553
用Bode图进行滞后校正设计 557
用解析和计算机方法在Bode图上进行系统设计 560
带有前置滤波的系统 561
最小拍响应设计 564
设计举例：转子绕线控制系统 566
设计举例：X——Y绘图仪 569
利用MATLAB设计系统 571
系列设计举例：磁盘驱动器读入系统 578
小结 579
练习题 580
习题 584
高级习题 595
设计题 598
MATLAB题 603
名词和概念 605
第11章 状态变 607
反馈系统的设计 607
预览 607
引论 607
能控性 608
能观性 610
全状态反馈设计 613
Ackermann公式 615
观测器设计 616
校正装置设计：全状态反馈和观测器的集成 620
参考输入 624
最优控制系统 626
内模设计 633
设计举例：自动测试系统 636
利用MATLAB的状态变量设计 639
系列设计举例：磁盘驱动器读入系统 646
小结 647
练习题 647
习题 649
高级习题 6
设计题 657
MATLAB题 660
名词和概念 664
第12章 鲁棒控制系统 666
预览 666
引论 667
鲁棒控制系统与系统灵敏度 667
鲁棒性分析 671
带有不确定参数的系统 673
鲁棒控制系统设计 674
PID控制器 679
鲁棒PID控制系统设计 680
设计举例：飞机自动驾驶仪 685
太空望远镜控制系统设计 686
鲁棒丝筒驱动设计 687
鲁棒内模控制系统 690
超高精度钻石切削机的设计 691
准定量反馈系统 694
利用MATLAB的鲁棒控制系统设计 696
系列设计举例：磁盘驱动器读入系统 699
小结 701
练习题 702
习题 704
高级习题 711
设计题 715
MATLAB题 722
名词和概念 725
第13章 数字控制系统 726
预览 726
引论 727
数字计算机控制系统的应用 727
采样数据系统 729
z变换 731
闭环反馈采样数据系统 735
z平面中的稳定性分析 737
二阶采样数据系统的性能 738
用数字计算机进行闭环系统校正 740
工作台运动控制系统的设计 742
数字控制系统的根轨迹 744
数字控制器的实现 747
利用MATLAB的数字控制系统 748
系列设计举例：磁盘驱动器读入系统 753
小结 754
练习题 754
习题 756
高级习题 759
设计题 760
MATLAB题 762
名词和概念 763