第1章 绪论 1
1.1自动控制的基本概念 2
1.1.1反馈与控制 2
1.1.2自动控制系统的组成 6
1.1.3自动控制系统的分类 7
1.2自动控制系统实例 8
1.2.1恒值控制系统 8
1.2.2随动系统 10
1.3自动控制系统的性能要求 11
1.3.1典型输入函数 11
1.3.2自动控制系统的性能要求 12
习题 14
第2章 控制系统的数学描述 16
2.1控制系统的时间域的描述——微分方程 16
2.1.1建立微分方程的一般步骤 16
2.1.2用拉氏变换法求解线性常微分方程的方法简介 19
2.1.3微分方程解的物理意义 20
2.1.4非线性系统的（小偏差）线性化 20
2.2控制系统的s域描述之一——传递函数 21
2.2.1传递函数的定义 21
2.2.2传递函数的性质 22
2.2.3典型环节的传递函数 22
2.3控制系统的s域描述之二——框图（结构图） 25
2.3.1框图基本要素和组成 26
2.3.2控制系统框图的画法 26
2.3.3框图的等效变换 28
2.4反馈控制系统传递函数的一般表达式 31
2.4.1闭环控制系统框图的一般表达式 31
2.4.2闭环传递函数的一般表达式 32
2.4.3开环传递函数 32
习题 33
第3章 控制系统的时间域及s域分析方法 39
3.1稳定的基本概念 39
3.1.1稳定性定义 39
3.1.2线性控制系统稳定的充分和必要条件 40
3.2系统稳定性判定方法——劳斯（Routh）判据 41
3.2.1系统稳定的必要条件 41
3.2.2劳斯判据 42
3.2.3利用劳斯判据确定使系统稳定的参数 43
3.3过渡过程有关的基本概念 44
3.3.1时间响应 44
3.3.2过渡过程 44
3.3.3评价过渡过程性能的指标 45
3.4一阶系统的过渡过程分析 45
3.4.1一阶系统的数字模型 45
3.4.2一阶系统的单位阶跃响应 45
3.4.3一阶系统的单位斜坡响应 46
3.5二阶系统的过渡过程分析 47
3.5.1二阶系统的数学模型 47
3.5.2二阶系统的单位阶跃响应 47
3.5.3欠阻（0＜6＜1）二阶系统的过渡过程性能指标分析 50
3.6高阶系统分析简介 53
3.6.1高阶系统数学模型 53
3.6.2主导极点和偶极子 54
3.7系统对任意输入信号的时间响应 55
3.7.1线性控制系统的单位脉冲响应函数 55
3.7.2系统对任意输入信号的响应 55
3.8控制系统误差分析的基本概念 57
3.8.1误差函数与稳态误差 57
3.8.2误差与偏差 57
3.8.3误差传递函数 58
3.9稳态误差求法 59
3.9.1稳态误差的一般解法 59
3.9.2几种典型输入信号作用下的稳态误差ess的求解方法 59
3.9.3用误差系数法求稳态误差 62
习题 63
第4章 控制系统的频率域分析方法 68
4.1频率特性的基本概念及表示方法 68
4.1.1频率特性的定义 68
4.1.2频率特性的解析表示方法 69
4.1.3频率特性的图形表示方法 70
4.2典型环节的频率特性 72
4.2.1比例环节 72
4.2.2积分环节 72
4.2.3微分环节 73
4.2.4惯性环节 74
4.2.5一阶微分环节 75
4.2.6振荡环节 76
4.3开环频率特性 78
4.3.1准确开环幅相频率特性曲线的绘制 78
4.3.2概略幅相曲线的绘制 79
4.3.3开环对数坐标图 81
4.4最小和非最小相位系统 83
4.4.1最小相位传递函数 83
4.4.2对数幅频特性和对数相频特性的关系 84
4.5奈魁斯特稳定判据 85
4.5.1幅角原理 85
4.5.2奈奎斯特稳定判据 88
4.5.3系统开环传递函数含有积分环节时奈氏判据的应用 90
4.6系统的相对稳定性 93
4.6.1相对稳定性的概念 93
4.6.2系统的稳定裕量 93
4.7系统动态性能与频域指标及参数的关系 96
4.7.1超调量σp与相位稳定裕量γc间的关系 96
4.7.2调整时间ts与幅值穿越频率ωc的关系 97
4.7.3闭环频率特性参数（Mp，ωp，ωb）与过渡过程指标（σp，tr ，ts）的关系 97
4.8利用频率特性求正弦信号作用下的稳态误差 99
习题 100
第5章 控制系统的校正 105
5.1校正基本概念与校正装置 105
5.1.1校正基本概念 105
5.1.2校正装置 106
5.2串联校正 114
5.2.1比例（P）串联校正 114
5.2.2比例微分（PD）校正（相位超前校正） 116
5.2.3相位滞后校正 119
5.2.4串联滞后——超前校正 122
5.2.5串联带阻滤波器校正 127
5.3反馈校正 129
5.3.1反馈校正的一般特性 129
5.3.2比例反馈包围惯性环节（硬反馈） 129
5.3.3比例微分反馈包围积分环节和惯性环节相串联的元件（软反馈） 130
5.3.4微分反馈包围积分环节和惯性环节相串联的元件（软反馈） 130
5.3.5微分反馈包围振荡环节（软反馈） 130
5.3.6一阶微分和二阶微分反馈包围由积分环节和振荡环节相串联组成的元件（软反馈） 131
5.4 PID控制原理及其实例 131
5.4.1 PID控制器原理 131
5.4.2某精密微小型计算机显微测量仪的PID控制 132
习题 137
附录1拉普拉斯变换 142
附录2习题参考答案 155
参考文献 168