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1 绪论 1

1.1 自动控制系统的发展历程 1

1.2 自动控制系统的基本概念 4

1.3 自动控制系统的分类方法 6

1.4 对控制系统性能的要求及本课程的任务 10

2 控制系统的数学模型 15

2.1 控制系统的微分方程 15

2.2 非线性微分方程的线性化 19

2.3 传递函数 20

2.4 系统框图及等效变换 27

2.5 信号流图及梅逊公式的应用 38

3 时域分析法 46

3.1 典型的输入信号 46

3.2 时域响应的性能指标 49

3.3 一阶系统的时域响应 51

3.4 二阶系统的时域响应 54

3.5 高阶系统的时域响应 59

3.6 线性定常系统的稳定性 60

3.7 控制系统的稳态误差 67

4 根轨迹法 77

4.1 根轨迹的概念 77

4.2 绘制根轨迹的基本规则 79

4.3 广义根轨迹 86

4.4 用根轨迹法分析控制系统 89

5 频率分析法 94

5.1 频率特性的概念 94

5.2 对数坐标图 97

5.3 极坐标图 107

5.4 奈奎斯特稳定判据 113

5.5 稳定裕度 118

5.6 控制系统频率性能指标 122

6 控制系统的校正 126

6.1 系统的设计与校正问题 126

6.2 常用的校正装置及特性 129

6.3 串联校正 133

6.4 反馈校正 143

6.5 复合校正 147

6.6 控制系统的PID校正 149

7 离散控制系统 161

7.1 离散控制系统概述 161

7.2 Z变换 165

7.3 线性离散系统的数学模型 171

7.4 线性离散系统的稳定性 179

7.5 线性离散系统的稳态误差分析 181

7.6 线性离散系统的动态性能分析 184

7.7 离散系统的数字校正 187

8 非线性控制系统 194

8.1 非线性控制系统概述 194

8.2 非线性元件的描述函数 196

8.3 用描述函数法分析非线性系统 199

附录A 拉普拉斯变换 203

A.1 拉氏变换 203

A.2 拉氏反变换 206

附录B MATLAB在控制工程中的应用 209

B.1 MATLAB在控制系统建模中的应用 209

B.2 MATLAB在时域分析中的应用 210

B.3 MATLAB在绘制根轨迹中的应用 212

B.4 MATLAB在频率分析中的应用 213

参考文献 215