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第1章 自动控制系统的基本概念 1

1.1 自动控制系统及其作用 1

1.2 开环控制系统和闭环控制系统 2

1.3 控制系统的构成 5

1.4 自动控制系统的分类和应用 6

1.5 自动控制理论发展简史 9

1.6 自动控制系统的分析和设计与本书的主要内容 11

小结 12

习题 13

2.1 引言 15

第2章 物理系统的数学模型 15

2.2 系统的微分方程模型 16

2.3 非线性系统微分方程模型的线性化 19

2.4 传递函数 22

2.5 系统的结构图及其等效变换 28

2.6 自动控制系统的传递函数 36

2.7 信号流图 39

小结 43

习题 44

第3章 系统的时间响应 49

3.1 引言 49

3.2 系统的极点零点和自然响应 49

3.3 标准二阶系统的时间响应 以极点表示的性能指标 54

3.4 增加零点和极点的影响 59

小结 63

习题 64

第4章 系统的反馈控制及其特性 67

4.1 引言 67

4.2 反馈的作用 68

4.3 反馈控制系统的指标 73

4.4 系统稳定性的概念 渐近稳定性和BIBO稳定性 75

4.5 劳斯稳定判据 77

4.6 稳态误差和系统的类型 82

4.7 反馈控制作用的类型 89

4.8 灵敏度函数和控制性能 93

小结 95

习题 97

第5章 根轨迹设计方法 101

5.1 引言 101

5.2 根轨迹的基本概念 102

5.3 根轨迹的作图 107

5.4 根轨迹作图方法的扩展 119

5.5 由根轨迹选择增益 125

5.6 串联超前和滞后校正 128

5.7 反馈校正 134

小结 141

习题 143

第6章 频率响应设计方法 148

6.1 频率响应的基本概念和表示方法 148

6.2 典型环节的频率特性 152

6.3 系统开环频率特性的绘制 161

6.4 用频率法分析控制系统的稳定性 168

6.5 系统瞬态特性和开环频率特性的关系 179

6.6 闭环系统频率特性 185

6.7 系统瞬态特性和闭环频率特性的关系 189

6.8 串联校正 191

6.9 反馈校正 205

6.10 前馈校正 207

小结 210

习题 212

第7章 数字控制系统 216

7.1 引言 216

7.2 数字控制系统的构成 217

7.3 数字计算机的数学模型 219

7.4 脉冲传递函数 223

7.5 采样数据系统的结构图分析 227

7.6 自然响应和稳定性 233

7.7 终值定理和系统的稳态误差 242

7.8 数字控制器的连续设计法 243

7.9 数字控制器的离散设计法 252

7.10 数字控制器的直接设计法 266

小结 271

习题 273

第8章 非线性控制系统 279

8.1 非线性特性与非线性系统 279

8.2 相平面法的基本概念和奇点 283

8.3 相轨迹图的绘制 285

8.4 非线性系统的稳定性 288

8.5 非线性系统的相平面分析 293

8.6 描述函数法的基本概念 299

8.7 描述函数的推导 301

8.8 非线性系统的描述函数分析 308

8.9 Popov稳定判据 313

小结 316

习题 318

附录 321

附录A 控制系统设计步骤和实例研究 321

A.1 控制系统设计步骤 321

A.2 控制系统设计实例研究 324

附录B 拉普拉斯变换的性质和拉普拉斯变换表 329

附录C z变换的性质和z变换表 331

附录D MATLAB指令 333

参考文献 336