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第1章 自动控制概述1

1.1 引言1

1.2 自动控制系统的初步概念1

1.3 自动控制系统的分类2

1.4 控制系统的组成及对控制系统的基本要求4

习题6

第2章 系统的数学模型8

2.1 控制系统微分方程的建立8

2.2 传递函数13

2.3 控制系统的框图和传递函数20

2.4 非线性方程的线性化34

习题37

第3章 控制系统的时域分析法43

3.1 引言43

3.2 一阶系统的时域分析46

3.3 二阶系统的时域分析48

3.4 高阶系统的时间响应及简化60

3.5 控制系统的稳定性61

3.6 控制系统的稳态误差66

3.7 复合控制74

习题76

第4章 根轨迹法82

4.1 根轨迹的初步概念82

4.2 绘制根轨迹的基本规则83

4.3 用根轨迹方法分析和设计控制系统93

习题94

第5章 频率特性法96

5.1 频率特性的初步概念96

5.2 频率特性的图形98

5.3 Nyquist稳定判据112

5.4 控制系统的相对稳定性119

5.5 闭环频率特性图121

5.6 频率特性与控制系统性能的关系123

5.7 控制系统设计的初步概念126

5.8 PID控制器127

5.9 超前补偿131

5.10 滞后补偿134

5.11 滞后超前补偿138

5.12 串联补偿网络的期望幅频特性设计方法140

5.13 反馈补偿141

5.14 电子放大器的数学模型与补偿方法145

习题148

第6章 典型非线性环节及其对系统的影响157

6.1 概述157

6.2 描述函数法159

习题166

第7章 计算机控制系统169

7.1 计算机控制系统概述169

7.2 A/D转换与采样定理170

7.3 D/A转换173

7.4 z变换175

7.5 z传递函数181

7.6 线性离散系统的稳定性188

7.7 线性离散系统的时域分析192

7.8 数字控制器的模拟化设计199

习题205

第8章 现代控制理论基础209

8.1 状态空间法的基本概念209

8.2 线性定常系统状态空间表达式的建立212

8.3 由状态空间表达式求传递函数224

8.4 线性定常系统状态方程的解225

8.5 线性定常离散系统的状态空间表达式229

8.6 李雅普诺夫稳定性分析230

8.7 线性系统的可控性与可观测性239

8.8 线性系统的状态反馈与极点配置251

8.9 状态观测器255

8.1 0二次型性能指标的最优控制265

习题267

第9章 基于MATLAB的系统分析、设计与仿真273

9.1 引言273

9.2 系统的初步概念与数学模型274

9.3 系统的时域分析法276

9.4 根轨迹277

9.5 频率特性278

9.6 典型非线性环节279

9.7 计算机控制系统280

9.8 状态空间法281

附录1 拉普拉斯变换的基本特性285

附录2 拉氏变换-z变换表286

附录3 常用补偿网络287

附录4 本书所用的MATLAB命令291

参考文献292