第1章 控制系统的基本概念 1
1.1 基本术语 1
1.2 开环和闭环控制系统 2
1.3 反馈控制系统的构成 3
1.4 控制系统的分类 4
例题 4
习题 7
第2章 控制系统的数学模型 11
2.1 物理对象的微分方程描述 11
2.2 系统的传递函数 13
2.3 方块图和信号流图 15
2.4 物理对象的状态空间表达式 17
例题 22
习题 52
第3章 控制系统的运动分析 66
3.1 瞬态响应和稳态响应 66
3.2 冲激响应函数 68
3.3 一阶系统和二阶系统的时间响应 69
3.4 代数稳定性准则 74
3.5 稳态误差 76
例题 80
习题 103
第4章 控制系统分析的频率响应方法 116
4.1 频率特性函数 116
4.2 对数频率特性图 118
4.4 奈魁斯特稳定性判据 121
4.3 极坐标图 121
4.5 闭环频率响应 124
例题 126
习题 144
第5章 控制系统分析的根轨迹方法 152
5.1 根轨迹图 152
5.2 构造根轨迹的一般规则 153
5.3 控制系统根轨迹的应用 155
例题 155
习题 180
第6章 单输入单输出控制系统的校正 183
6.1 校正的基本概念 183
6.2 串联校正装置的功能和特性 184
6.3 串联校正的频率响应设计方法 188
6.4 串联校正的根轨迹设计方法 193
例题 196
习题 226
第7章 描述函数法和相平面法 230
7.1 非线性系统的描述函数分析 230
7.2 非线性系统的相平面分析 234
例题 236
习题 263
第8章 采样控制系统 266
8.1 采样控制系统 266
8.2 脉冲传递函数 268
8.3 采样控制系统的稳定性分析 269
8.4 采样控制系统的时间响应 271
8.5 采样控制系统的校正设计 274
例题 277
习题 294
第9章 状态方程的解和特征值规范型 298
9.1 传递函数矩阵和线性系统的运动 298
9.2 复合系统的状态方程 300
9.3 特征值规范型 302
9.4 预解矩阵和矩阵指数的计算 304
9.5 线性定常离散系统 306
例题 307
习题 325
第10章 线性定常控制系统的结构分析 328
10.1 可控性和可控性判据 328
10.2 系统的可控性分解 331
10.3 单输入系统的两种可控规范型及其变换阵 332
10.4 可观测性的初步讨论 334
10.5 对偶原理 337
10.6 系统的标准分解 340
10.7 传递函数阵的零极对消与可控可观性 341
10.8 实现问题 342
10.9 线性定常离散时间系统的结构分析 348
例题 350
习题 374
11.1 反馈控制的基本形式及其性质 380
第11章 线性定常系统的综合 380
11.2 极点配置问题 383
11.3 状态重构问题 385
11.4 解耦控制 388
11.5 多变量鲁棒调节器 392
例题 399
习题 437
第12章 李亚普诺夫稳定性分析 446
12.1 李亚普诺夫稳定性 446
12.2 李亚普诺夫稳定性定理 448
12.3 李亚普诺夫方程 449
12.4 非线性系统的李亚普诺夫稳定性分析 450
例题 451
习题 465
第13章 最优控制 469
13.1 函数的极值 469
13.2 泛函和变分法 470
13.3 变分法在最优控制中的应用 472
13.4 极小值原理 475
13.5 线性二次型最优调节器 476
例题 479
习题 496
附录A 常用数学工具 500
附录B 清华大学1997—1999年研究生入学考试题(自动控制理论) 525
附录C 部分习题参考答案 531
参考文献 567