第1章 绪论 1
1.1 概述 1
1.2 自动控制系统的结构原理及基本要求 1
1.3 控制系统的分类和特点 4
1.4 控制系统的发展概况和展望 10
习题 11
第2章 连续控制系统的机理建模 12
2.1 概述 12
2.2 控制系统的微分方程描述 13
2.3 控制系统的框图和传递函数 16
2.4 控制系统的状态空间描述 35
2.5 各种模型间的转换 39
2.6 非线性系统的偏微线性化 52
2.7 MATLAB在建模中的应用 56
习题 58
第3章 控制系统的稳定性 63
3.1 稳定性的概念 63
3.2 系统稳定性的判定 66
3.3 系统稳定性的MATLAB仿真 95
习题 97
第4章 连续控制系统的时域分析 101
4.1 典型输入信号及动态性能指标 101
4.2 一阶系统的动态分析 105
4.3 二阶系统的动态分析 108
4.4 高阶系统及二阶近似 115
4.5 控制系统的稳态误差 126
4.6 系统性能的MATLAB仿真 137
习题 140
第5章 频率特性法 147
5.1 频率特性与频率特性法 147
5.2 基本环节的频率特性 148
5.3 频率特性指标 156
5.4 开环频率特性的系统分析方法 161
5.5 控制系统的频率法校正 167
5.6 频率特性法的MATLAB仿真 190
习题 193
第6章 根轨迹法 201
6.1 基本概念 201
6.2 绘制根轨迹图的基本规则 202
6.3 绘制根轨迹图 209
6.4 特殊根轨迹 213
6.5 开环零极点对根轨迹的影响 217
6.6 利用根轨迹法进行系统性能分析 221
6.7 利用根轨迹法校正 223
6.8 根轨迹的MATLAB仿真 228
习题 229
第7章 连续域现代控制理论基础 233
7.1 线性定常系统状态方程的解 233
7.2 控制系统的可控性和可观性 239
7.3 线性定常系统的线性变换 250
7.4 控制系统的状态空间设计 262
7.5 状态空间法的MATLAB仿真 280
习题 282
第8章 非线性控制系统 287
8.1 非线性控制系统概述 287
8.2 描述函数法 291
8.3 相平面法 302
8.4 非线性系统在MATLAB中应用 316
习题 319
第9章 数据采集与数据保持 322
9.1 概述 322
9.2 信号采样问题 323
9.3 零阶保持器和一阶保持器 328
习题 333
第10章 Z变换 334
10.1 概述 334
10.2 Z变换的定义 334
10.3 常用的典型函数的Z变换 335
10.4 Z变换的收敛域 336
10.5 求Z变换的四种方法 337
10.6 Z变换的性质和基本定理 338
10.7 Z反变换 341
10.8 扩展的Z变换（改进的Z变换） 343
10.9 MATLAB在部分分式展开和Z反变换中的应用 343
习题 345
第11章 线性离散控制系统数学描述与分析 346
11.1 概述 346
11.2 线性差分方程 346
11.3 脉冲响应与线性卷积 349
11.4 脉冲传递函数（Z传递函数） 350
11.5 离散状态空间描述 360
11.6 连续系统状态方程的离散化 365
11.7 线性定常离散系统的稳定性分析 369
11.8 离散控制系统的稳态误差分析 381
11.9 离散控制系统的频率响应特性 386
11.10 MATLAB在模型转换、稳定性、稳态误差和规范型转换中的应用 388
习题 396
第12章 离散控制系统的经典法设计 398
12.1 概述 398
12.2 控制系统的离散化方法 398
12.3 PID控制器及其算式 408
12.4 具有史密斯纯滞后补偿的PID控制器 414
12.5 大林算法 416
12.6 数字PID控制器的参数整定 418
12.7 用MATLAB进行连续模型的离散化等效和PID参数仿真研究 421
习题 425
第13章 数字控制器的直接设计 427
13.1 概述 427
13.2 W′平面的频域法设计 427
13.3 根轨迹设计 431
13.4 MATLAB在根轨迹中的应用 442
习题 444
第14章 状态空间分析和设计 447
14.1 离散系统的可控性和可观测性 447
14.2 离散控制系统状态反馈的极点配置设计 452
14.3 观测器的设计 454
14.4 MATLAB在现代控制理论中的应用 462
习题 464
第15章 离散最优控制系统 467
15.1 概述 467
15.2 离散二次型最优控制的性能指标 467
15.3 离散二次型最优控制的设计 468
15.4 稳态二次型最优控制 474
15.5 MATLAB在最优控制系统设计中的应用 479
习题 481
第16章 系统辨识 483
16.1 被控对象的建模 483
16.2 最小二乘法参数估计 484
16.3 用飞升特性曲线法求取数学模型 491
习题 494
第17章 离散控制系统采样周期的选择 496
17.1 概述 496
17.2 影响采样的主要因素 496
17.3 采样周期的选取方法 500
17.4 用MATLAB仿真研究采样周期T对系统稳定性的影响 502
习题 504
第18章 模糊控制 505
18.1 模糊控制技术的发展及应用概况 505
18.2 模糊数学基础 505
18.3 模糊控制原理 513
18.4 基本模糊控制器的设计——双输入温度模糊控制系统 518
18.5 MATLAB在模糊控制中的应用 521
习题 522
第19章 离散控制系统设计与实现 523
19.1 概述 523
19.2 离散控制系统设计的基本原则和主要步骤 523
19.3 控制系统的设计及其实现过程 527
19.4 控制系统的设计举例 532
习题 548
参考文献 549
附录 常用拉普拉斯变换和Z变换表 551