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第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 自动控制系统的基本原理与结构 1

1.3 自动控制系统的分类 7

1.4 对自动控制系统的基本要求 9

1.5 自动控制系统举例 10

习题 14

第2章 控制系统的数学模型 17

2.1 引言 17

2.2 系统微分方程的建立 17

2.3 传递函数 23

2.4 系统的结构图和传递函数 32

2.5 信号流图及梅逊公式 42

2.6 非线性数学模型的线性化 48

2.7 控制系统数学模型的建立与转换方法 49

习题 56

第3章 控制系统的状态空间模型 60

3.1 状态与状态空间 60

3.2 状态方程与输出方程 61

3.3 状态空间模型与输入—输出模型之间的关系 63

3.4 利用状态空间模型求解线性定常系统 70

3.5 利用Matlab分析状态空间模型 74

习题 78

第4章 线性系统的时域分析 80

4.1 典型输入信号和时域性能指标 80

4.2 一阶系统的时域响应分析 83

4.3 二阶系统的时域响应分析 86

4.4 高阶系统的时域分析 98

4.5 控制系统的稳定性分析 99

4.6 控制系统的稳态误差 105

4.7 利用Matlab进行时域分析 112

习题 119

第5章 根轨迹法 123

5.1 根轨迹的基本概念 123

5.2 绘制根轨迹的基本法则 125

5.3 广义根轨迹 133

5.4 按根轨迹分析控制系统 139

5.5 利用Matlab进行根轨迹分析 143

习题 148

第6章 线性系统的频域分析法 151

6.1 频率特性 151

6.2 典型环节的频率特性 154

6.3 最小相位系统与非最小相位系统 162

6.4 开环频率特性曲线的绘制 164

6.5 频率稳定判据 168

6.6 相对稳定性分析 175

6.7 频率特性与控制系统性能的关系 177

6.8 利用Matlab绘制频域响应图及分析频域稳定性 180

习题 189

第7章 控制系统的校正 192

7.1 系统的设计与校正问题 192

7.2 基本控制规律简介 194

7.3 常用校正装置及其特性 197

7.4 串联校正 204

7.5 反馈校正 215

7.6 复合校正 220

7.7 利用Matlab进行系统设计 223

习题 230

第8章 线性控制系统的状态空间分析与设计 234

8.1 状态方程的标准形 234

8.2 线性定常连续系统的能控性 238

8.3 线性定常连续系统的能观测性 241

8.4 控制系统的结构分解 244

8.5 能控标准形和能观测标准形 249

8.6 状态反馈与输出反馈 252

8.7 闭环系统的极点配置 254

8.8 状态观测器设计 257

8.9 带有状态观测器的状态反馈系统 261

8.10 李亚普诺夫稳定性分析 263

8.11 利用Matlab进行状态空间分析与设计 266

习题 273

第9章 离散控制系统 277

9.1 引言 277

9.2 信号的采样与保持 278

9.3 z变换与z反变换 284

9.4 离散系统的数学模型 294

9.5 离散系统的性能分析 303

9.6 最少拍采样控制系统的设计 313

习题 318

第10章 非线性控制系统 320

10.1 典型非线性特性 320

10.2 捕述函数法 323

10.3 用描述函数分析非线性控制系统 330

10.4 相平面法 333

10.5 非线性系统的相平面分析 342

10.6 利用Matlab进行非线性系统分析 347

习题 350

参考文献 354