第1章 控制系统基础 1
1.1 简介 1
目录 1
1.2 本章目标 2
1.3 反馈控制系统 2
1.4 设备特性 4
1.4.1 线性系统和非线性系统 4
1.4.2 线性系统的定义 5
1.4.4 连续时间系统和离散时间系统 6
1.4.3 时间延迟 6
1.4.5 输入和输出的数量 7
1.5 控制器结构和设计参数 8
1.6 方框图 9
1.7 性能规范 11
1.8 系统稳定性 12
1.9 控制系统测试 14
1.10 计算机辅助控制系统设计 15
1.11 小结 16
1.12 自测题 17
1.13 答案 18
1.14 参考文献 19
第2章 PID控制 20
2.1 介绍 20
2.2 本章目标 20
2.3 PID控制 21
2.3.1 比例控制 23
2.3.2 比例微分（PD）控制 24
2.3.3 比例积分（PI）控制 26
2.3.4 比例积分微分（PID）控制 27
2.3.5 PID控制与执行器饱和 28
2.4 用C/C＋＋实现PID控制器 29
2.5 小结 33
2.6 自测题 33
2.7 答案 34
2.8 参考文献 34
3.1 简介 35
第3章 设备模型 35
3.2 本章目标 36
3.3 线性非时变设备模型 37
3.3.1 传递函数表示 37
3.3.2 频率响应形式 38
3.3.3 状态空间表示 40
3.4 时间延迟 42
3.5 线性模型的稳定性 44
3.6.1 基于物理建模 45
3.6 建模方法 45
3.6.2 非线性模型的线性化 46
3.7 系统辨识技术 48
3.7.1 实验设计 48
3.7.2 数据采集 49
3.7.3 建立系统辨识模型 50
3.8 小结 52
3.9 自测题 52
3.10 答案 53
3.11 参考文献 54
第4章 经典控制系统设计 55
4.1 简介 55
4.2 本章目标 56
4.3 根轨迹设计 56
4.3.1 极点位置约束 58
4.3.2 极点删除 60
4.3.3 增加积分器 63
4.3.4 超前和滞后补偿器 65
4.3.5 根轨迹小结 66
4.4 波特图设计 67
4.5 小结 70
4.6 自测题 71
4.7 答案 71
4.8 参考文献 73
第5章 极点配置 74
5.1 简介 74
5.2 本章目标 75
5.3 极点配置的概念 75
5.4 可控制性 76
5.5 可观测性 78
5.6 极点配置控制设计 79
5.7 状态估计 81
5.8 前向增益 82
5.9 组合的观测器-控制器 83
5.10 积分控制 84
5.11 小结 86
5.12 自测题 87
5.13 答案 87
6.1 简介 93
第6章 最优控制 93
6.2 本章目标 94
6.3 最优控制的概念 95
6.4 线性二次调节器设计 96
6.5 卡尔曼状态估计 99
6.6 组合的观测器-控制器 102
6.7 小结 103
6.8 自测题 104
6.9 答案 105
6.10 参考文献 109
7.1 简介 110
第7章 MIMO系统 110
7.2 本章目标 111
7.3 MIMO控制设计的难点 111
7.4 小结 124
7.5 自测题 125
7.6 答案 126
7.7 参考文献 130
8.1 简介 131
第8章 离散时间系统和定点运算 131
8.2 本章目标 132
8.3 差分方程 133
8.4 离散方法 134
8.5 选择取样周期 138
8.6 定点运算 139
8.7 C/C＋＋控制系统实现 142
8.8 小结 157
8.9 自测题 157
8.10 答案 158
8.11 参考文献 164
第9章 控制系统集成和测试 165
9.1 简介 165
9.2 本章目标 166
9.3 非线性控制器元素 166
9.4 增益调度 167
9.5 嵌入式系统中的控制器实现 170
9.5.1 Padé近似 170
9.5.3 多任务操作系统 172
9.5.2 控制器初始条件 172
9.6 控制系统测试技术 173
9.6.1 系统仿真 173
9.6.2 运行测试 174
9.7 小结 175
9.8 自测题 176
9.9 答案 177
9.10 参考文献 181
10.1 简介 182
第10章 总结及设计实例 182
10.2 本章目标 183
10.3 控制系统设计方法 183
10.3.1 PID控制（第3章） 183
10.3.2 根轨迹设计（第4章） 184
10.3.3 波特图设计（第4章） 184
10.3.4 极点配置（第5章） 184
10.3.5 最优控制（第6章） 185
10.4 直升飞机系统 185
10.5 直升飞机模型 186
10.6 直升飞机控制器设计 189
10.6.1 欧拉角度控制器 190
10.6.2 模型阶数减少 195
10.7 用C＋＋实现控制器 197
10.8 系统测试 198
10.9 小结 198
10.10 自测题 199
10.11 答案 199
10.12 参考文献 200