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目 录1

第1章伺服系统概论1

1.1 伺服系统的发展及应用1

1.2伺服系统的基本概念2

1.3伺服系统的分类2

1.4 伺服系统的组成3

1.5 对伺服系统的基本要求6

1.5.1 稳定性7

1.5.2 动态特性7

1.5.3 稳态特性8

1.6伺服系统元件8

1.6.1 执行元件9

1.6.2 测量元件13

1.6.3 功率放大元件19

1.7 伺服系统常用的典型测试信号20

第2章伺服系统建模原理23

2.1 物理系统的微分方程23

2.1.1 电学系统24

2.1.2 力学系统25

2.2 物理系统的传递函数27

2.2.1 传递函数的定义27

2.2.2 传递函数的性质28

2.2.3 典型环节的传递函数及其暂态特性29

2.3 系统动态结构图36

2.3.1 结构图的建立37

2.3.2 结构图的等效变换和简化38

2.4 信号流图41

2.4.1 信号流图中的术语42

2.4.2 信号流图的绘制42

2.4.3梅逊增益公式43

第3章系统时域与频域分析及稳定判据45

3.1 引言45

3.2 控制系统的时域分析45

3.2.1 系统的时域性能指标45

3.2.2 一阶系统的动态分析47

3.2.3 二阶系统的动态分析49

3.2.4 高阶系统的单位阶跃响应55

3.3 频率特性及其图示方法56

3.3.1 频率特性的一般概念56

3.3.2 频率特性的图示法——奈奎斯特图和伯德图58

3.4 伺服系统的稳定性分析62

3.4.1 稳定性的概念62

3.4.2代数稳定判据63

3.4.3频率稳定判据65

3.4.4 对数频率特性稳定判据69

3.5 伺服系统调整品质的评定70

3.5.1 稳态特性70

3.5.2 动态特性74

3.6 频域特性与时域性能指标间的关系76

3.7 实例分析81

3.7.1 天线控制系统的构成81

3.7.2 控制指标（性能指标）83

3.7.3速度控制系统分析83

3.7.4 位移控制系统分析85

第4章伺服系统的性能改善87

4.1 引言87

4.2 伺服系统的基本控制规律88

4.3 PID调节规律的实现90

4.3.1 PD控制规律的实现90

4.3.2 PI控制规律的实现91

4.3.3 PID控制规律的实现92

4.4 串联校正93

4.4.1 超前校正93

4.4.2 滞后校正94

4.4.3 滞后－超前校正95

4.5反馈校正与复合校正96

4.5.1 反馈校正96

4.5.2 复合校正98

4.6 实例分析99

4.6.1 反馈补偿式步进电动机进给伺服系统方案阐述99

4.6.2实现原理100

4.6.3元器件的选择101

第5章伺服系统的非线性分析103

5.1 概述103

5.2 非线性系统的特征105

5.3 典型非线性特性及其对系统性能的影响109

5.3.1 饱和非线性特性110

5.3.2 死区非线性特性112

5.3.3 间隙非线性特性114

5.3.4 继电器型非线性特性115

5.4描述函数法116

5.4.1 描述函数的基本概念116

5.4.2 描述函数法分析非线性系统的稳定性117

5.5 李雅普诺夫稳定性分析119

第6章数字调节器的设计124

6.1 引言124

6.2 数字调节器的间接设计法125

6.2.1双线性变换125

6.2.2 正反差分法126

6.2.3零极点匹配法128

6.3.1 最少拍系统的设计129

6.3 数字调节器的直接设计法129

6.3.2 最少拍无波纹系统的设计131

6.4 数字PID控制133

6.4.1 数字PID算法134

6.4.2 数字PID的改进算法137

第7章伺服系统的微机控制143

7.1 微机控制系统的发展与分类143

7.1.1 计算机控制系统的发展概况143

7.1.2微机控制系统的分类145

7.1.3 微机控制系统的特点146

7.1.4 微机控制系统的发展趋势147

7.2 微机控制系统的基本要求和结构147

7.2.1 基本要求147

7.2.2硬件结构特点148

7.3 微机控制系统的设计150

7.2.3软件设计特点150

7.4微机控制应用154

7.4.1 双闭环直流数字调速系统154

7.4.2 渗碳炉微机控制系统157

第8章复合控制系统164

8.1 系统的耦合164

8.2 耦合系统的解耦方法167

8.3 多变量系统前馈控制170

8.3.1 前馈控制的概念170

8.3.2 多变量前馈－反馈控制系统173

8.4 多变量系统稳定性判据174

8.4.1 奈奎斯特判据的一般形式174

8.4.2正奈奎斯特判据175

8.4.3逆奈奎斯特判据178

8.4.4 Ostrowski定理及其应用180

参考文献184