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1 自动控制的基本概念 1

1.1　自动控制的基本概念 1

1.2　反馈控制的基本原理 2

1.3　动态特性 3

1.4　对自动控制系统性能的基本要求 5

1.5　自动控制系统的类型 7

1.6　控制系统示例 10

1.7　本书的体系结构 12

习题 12

2　控制系统的数学模型 15

2.1　控制系统的数学模型 15

2.2　物理装置数学模型推导 21

2.3　控制系统的典型环节 32

2.4　控制系统的方框图 40

2.5　控制对象的动态特性 48

2.6　自动控制器 53

2.7　控制系统的状态空间表达式 57

2.8　MATLAB下控制系统的模型表示 64

习题 69

3　控制系统的时域分析 75

3.1　稳定性分析 75

3.2　瞬态响应分析 82

3.3　二阶系统的瞬态响应 85

3.4　高阶系统的瞬态响应 93

3.5　线性定常系统状态方程求解 97

3.6　误差分析 103

3.7　PID各控制作用对系统性能的影响 108

3.8　控制系统的根轨迹法 114

3.9　用MATLAB进行控制系统的时域分析 121

习题 130

4　控制系统频域分析 135

4.1　频率特性 135

4.2　频率特性的表示法 137

4.3　基本因子的频率特性 139

4.4　开环系统的频率特性图 150

4.5　用频率特性分析系统的稳定性 155

4.6　闭环系统频率特性与动态性能之间的关系 164

4.7　用MATLAB绘制频率特性图 171

习题 177

5　控制系统设计和校正 182

5.1　概述 182

5.2　串联校正装置 184

5.3　控制系统设计的根轨迹法 188

5.4　控制系统设计的频率响应法 194

5.5　反馈（并联）校正 199

5.6　单回路PID控制系统设计 202

5.7　复合控制系统 209

习题 217

6　线性控制系统的状态空间分析与设计 221

6.1　能控性和能观测性 221

6.2　状态反馈与极点配置 234

6.3　状态估计与状态观测器 240

6.4　用MATLAB进行状态空间分析 249

习题 253

附录A　拉普拉斯变换 257

A.1　复变量和复变函数 257

A.2　拉普拉斯变换 258

A.3　拉普拉斯变换定理 263

A.4　拉普拉斯反变换 268

A.5　用拉普拉斯变换法解线性微分方程 273

附录B　MATLAB基础知识 276

B.1 MATLAB基本功能 276

B.2　MATLAB基本操作 277

B.3　MATLAB绘图 282

B.4　矩阵、向量运算 286

B.5　微分方程数值解 292

B.6　MATLAB数据的导入和导出 294

附录C　习题参考答案 296

参考文献 306