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前言1

第一章 绪论1

第一节 自动控制理论发展史简述1

第二节 自动控制系统的一般概念2

第三节 开环控制与闭环控制5

第四节 自动控制系统的分类9

第五节 对控制系统性能的要求和本课程的任务10

习题11

第二章 控制系统的数学模型13

第一节 列写系统微分方程式的一般方法13

第二节 非线性数学模型的线性化18

第三节 传递函数21

第四节 系统框图及其等效交换32

第五节 控制系统的传递函数39

第六节 信号流图和梅逊公式的应用42

第七节 控制系统的反馈特性46

第八节 用MATLAB处理控制系统的数学模型49

小结53

例题分析54

习题58

第三章 控制系统的时域分析法62

第一节 典型的测试信号62

第二节 一阶系统的时域响应64

第三节 二阶系统的时域响应66

第四节 高阶系统的时域响应77

第五节 线性定常系统的稳定性79

第六节 劳斯稳定判据83

第七节 控制系统的稳态误差87

第八节 MATLAB在时域分析法中的应用94

小结101

例题分析102

习题106

第四章 根轨迹法110

第一节 根轨迹法的基本概念110

第二节 绘制根轨迹的基本规则114

第三节 参量根轨迹的绘制125

第四节 非最小相位系统的根轨迹127

第五节 增加开环零、极点对根轨迹的影响133

第六节 用根轨迹法分析控制系统135

第七节 MATLAB在根轨迹法中的应用138

小结142

例题分析142

习题146

第五章 频率响应法151

第一节 频率特性152

第二节 对数坐标图157

第三节 极坐标图170

第四节 用频率法辨识线性定常系统的数学模型178

第五节 奈奎斯特稳定判据181

第六节 相对稳定性分析192

第七节 频域性能指标与时域性能指标间的关系198

第八节 MATLAB在频率响应法中的应用202

小结210

例题分析210

习题215

第六章 控制系统的校正221

第一节 引言221

第二节 超前校正223

第三节 滞后校正232

第四节 滞后-超前校正239

第五节 PID控制器及其参数的整定246

第六节 MATLAB用于控制系统的校正255

小结261

例题分析261

习题270

第七章 离散控制系统275

第一节 引言275

第二节 信号的采样与复现277

第三节 z变换与z反变换282

第四节 脉冲传递函数290

第五节 差分方程298

第六节 离散控制系统的性能分析302

第七节 离散控制系统的数字校正310

第八节 MATLAB在离散系统中的应用318

小结325

例题分析325

习题329

第八章 非线性控制系统332

第一节 非线性系统的概述332

第二节 非线性元件的描述函数336

第三节 用描述函数法分析非线性控制系统344

第四节 相轨迹347

第五节 奇点与极限环353

第六节 非线性系统的相平面分析360

第七节 MATLAB在非线性控制系统中的应用365

小结369

例题分析370

习题375

第九章 状态空间分析法379

第一节 状态变量描述380

第二节 传递函数与动态方程的关系384

第三节 矩阵A的对角化395

第四节 线性定常连续系统状态方程的解401

第五节 线性定常离散系统的动态方程式411

第六节 线性定常系统的能控性417

第七节 线性定常系统的能观性424

第八节 对偶性原理430

第九节 能控性和能观性与传递函数的关系431

第十节 状态反馈和极点的任意配置435

第十一节 内部模型的设计441

第十二节 状态观测器及其应用444

第十三节 MATLAB在状态空间分析法中的应用450

小结457

例题分析458

习题470

附录475

附录A 能控标准形与能观标准形的变换475

附录B 自动控制理论中常用技术术语的中英文对照478

参考文献483