目錄
前言
第1章 自動控制的一般概念
1.1 自動控制理論發展概述
1.2 自動控制和自動控制系統的基本概念
1.2.1 控制
1.2.2 人工控制
1.2.3 自動控制
1.2.4 開環控制和閉環控制
1.3 自動控制系統的分類
1.3.1 恆值系統、隨動系統和程序控制系統
1.3.2 定常系統和時變系統
1.3.3 連續系統和斷續系統
1.3.4 有差系統和無差系統
1.4 閉環系統的組成及性能要求
1.4.1 閉環系統舉例
1.4.2 閉環系統的組成
1.4.3 對控制系統的一般要求
1.5 本課程的研究內容
小結
習題
第2章 控制系統的數學模型
2.1 元件和系統運動方程的建立
2.2 運動方程的線性化
2.2.1 小偏差線性化的基本概念
2.2.2 小偏差線性化舉例
2.2.3 注意事項
2.3 傳遞函數
2.3.1 傳遞函數的定義
2.3.2 傳遞函數的運算
2.4 控制系統的傳遞函數
2.4.1 系統的開環傳遞函數
2.4.2 被控制信號c(t對輸入信號r(t的閉環傳遞函數
2.4.3 被控制信號c(t對擾動信號f(t的閉環傳遞函數
2.4.4 偏差信號e(t對輸入信號r(t的閉環傳遞函數
2.4.5 偏差信號e(t對擾動信號f(t的閉環傳遞函數
2.5 控制系統的方框圖及其簡化
2.5.1 方框圖的基本概念
2.5.2 繪製方框圖的步驟及方框圖的特點
2.5.3 方框圖的簡化
2.6 信號流圖
2.6.1 信號流圖中使用的術語
2.6.2 信號流圖的性質
2.6.3 信號流圖的運演算法則
2.6.4 控制系統的信號流圖
2.6.5 信號流圖的梅森增益公式
2.7 脈衝響應
2.7.1 基本概念
2.7.2 脈衝響應函數與閉環傳遞函數的關係
2.7.3 脈衝響應的寬度與系統性能的關係
2.7.4 脈衝響應的用途
小結
習題
第3章 線性系統的時域分析
3.1 典型輸入信號
3.1.1 典型輸入信號
3.1.2 為什麼選這五種信號作為典型信號
3.1.3 單位階躍信號引起重視的原因
3.2 一階系統的時域分析
3.2.1 一階系統的數學模型
3.2.2 一階系統的階躍響應
3.3 二階系統的時域分析
3.3.1 二階系統傳遞函數的標準形式
3.3.2 二階系統的階躍響應
3.3.3 欠阻尼二階系統的性能指標
3.3.4 初始條件不為零時二階系統的響應過程
3.3.5 具有閉環零點時二階系統的單位階躍響應
3.4 高階系統的時域分析
3.4.1 三階系統的單位階躍響應
3.4.2 高階系統的響應分析
3.5 線性系統的穩定性
3.5.1 穩定性的定義
3.5.2 穩定的條件
3.5.3 勞斯（Routh）穩定判據
3.6 反饋系統的誤差
3.6.1 誤差
3.6.2 穩態誤差與動態誤差
3.6.3 誤差與偏差
3.7 反饋系統的穩態誤差計算
3.7.1 穩態誤差的計算
3.7.2 誤差係數
3.7.3 消除反饋系統穩態誤差的措施
3.8 複合控制的誤差分析
3.8.1 複合控制的基本概念
3.8.2 順饋補償
3.8.3 複合控制的誤差及穩定性分析
3.9 基於MATLAB的控制系統時域分析
3.9.1 利用MATLAB繪製控制系統在各種輸入下的
3.9.2 利用MATLAB求出系統階躍響應的動態性能指標
3.9.3 利用MATLAB分析系統的穩定性
小結
習題
第4章 線性系統的根軌跡法
4.1 根軌跡法的基本概念
4.1.1 根軌跡的概念
4.1.2 根軌跡與系統的性能
4.1.3 根軌跡方程
4.2 根軌跡繪製的基本法則
4.3 廣義根軌跡
4.3.1 參數根軌跡
4.3.2 零度根軌跡
4.4 基於MATLAB的系統根軌跡分析
4.4.1 根軌跡的繪製
4.4.2 等ζ線與等ωn圓
4.4.3 線性系統的根軌跡分析
4.4.4 增加開環零、極點對根軌跡的影響
小結
習題
第5章 線性系統的頻域分析
5.1 頻率特性的一般概念
5.1.1 線性定常系統對正弦輸入的響應
5.1.2 頻率特性的求法
5.1.3 頻率特性的物理意義
5.1.4 頻率特性的幾何表示
5.2 系統的開環幅相頻率特性圖
5.2.1 幅相頻率特性圖的基本概念
5.2.2 典型環節的幅相頻率特性
5.2.3 幅相頻率特性圖的大致形狀
5.2.4 幅相頻率特性的畫法
5.3 對數頻率特性
5.3.1 對數頻率特性——伯德圖
5.3.2 對數幅相圖——尼柯爾斯圖
5.4 開環系統與閉環系統的頻率響應
5.4.1 開環系統的頻率響應
5.4.2 閉環系統的頻率響應
5.5 奈奎斯特穩定判據及其應用
5.5.1 奈奎斯特穩定判據
5.5.2 對數奈氏判據
5.5.3 應用奈氏判據分析閉環系統穩定性舉例
5.6 控制系統的相對穩定性
5.6.1 相對穩定性的基本概念
5.6.2 系統的相對穩定性分析舉例
5.7 頻域指標與時域指標間的關係
5.7.1 閉環幅頻特性與時域穩態誤差之間的關係
5.7.2 頻域動態性能指標與時域動態指標的關係
小結
習題
第6章 控制系統的綜合與校正
6.1 概述
6.1.1 幾個基本概念
6.1.2 輸入信號與控制系統帶寬
6.1.3 基本控制規律分析
6.2 超前校正
6.2.1 超前校正及超前校正元件的特性
6.2.2 超前校正舉例
6.2.3 超前校正小結
6.3 滯后校正
6.3.1 滯后校正及滯后校正元件的特性
6.3.2 滯后校正舉例
6.3.3 滯后校正小結
6.4 滯后-超前校正
6.4.1 滯后-超前校正及滯后-超前校正元件的特性
6.4.2 滯后-超前校正舉例
6.4.3 滯后-超前校正小結
6.5 希望對數頻率特性
6.5.1 幾個基本概念
6.5.2 希望特性校正舉例
6.5.3 希望特性校正小結
6.6 反饋校正
6.6.1 反饋作用的特點
6.6.2 反饋校正的簡化方框圖
6.6.3 反饋校正舉例
6.6.4 反饋環節的實現
6.6.5 小結
6.7 根軌跡法校正
6.7.1 串聯超前校正
6.7.2 串聯滯后校正
6.7.3 串聯滯后-超前校正
小結
習題
第7章 非線性控制系統分析
7.1 非線性控制系統一般分析
7.1.1 典型的非線性特性
7.1.2 非線性控制系統的特點
7.1.3 非線性系統的分析與設計方法
7.2 相平面法
7.2.1 相平面的基本概念
7.2.2 相軌跡的特性
7.2.3 相軌跡的繪製
7.3 二階系統的相平面分析
7.3.1 奇點及奇點的類型
7.3.2 奇線及奇線的極限環的存在形式
7.3.3 非線性系統的相平面分析
7.4 描述函數法
7.4.1 描述函數的基本概念
7.4.2 典型非線性特性的描述函數
7.4.3 非線性系統結構圖的等效變換
7.5 非線性系統的描述函數分析
7.5.1 變增益線性系統的穩定性分析
7.5.2 非線性系統的穩定性分析
7.6 基於MATLAB的非線性控制系統分析
小結
習題
第8章 採樣控制系統
8.1 採樣控制系統概述
8.2 信號採樣過程和採樣定理
8.2.1 採樣過程與採樣信號的數學描述
8.2.2 採樣定理
8.3 信號保持
8.3.1 零階保持器
8.3.2 一階保持器
8.4 Z變換理論
8.4.1 Z變換定義
8.4.2 Z變換方法
8.4.3 Z變換性質
8.4.4 逆Z變換
8.4.5 Z變換解差分方程
8.5 脈衝傳遞函
[