第1章 引論
1．1自動控制系統的一般概念
1．2開環控制和閉環控制
1．2．1開環控制
1．2．2閉環控制
1．2．3閉環控制系統的基本組成
1．3自動控制系統的類型
1．3．1按信號流向劃分
1．3．2按輸入信號變化規律劃分
1．3．3線性系統和非線性系統
1．3．4定常系統和時變系統
1．3．5連續系統和離散系統
1．3．6單輸入單輸出系統與多輸入多輸出系統
1．4控制系統性能的基本要求和本課程的主要任務
1．4．1控制系統性能的基本要求
1．4．2本課程的主要任務
1．5 自動控制系統實例
1．5．1烘烤爐溫度控制系統
1．5．2傳動控制系統
本章小結
習題
第2章 線性系統的數學模型
2．1線性系統的時域數學模型——微分方程
2．1．1列寫系統微分方程的一般方法
2．1．2線性系統的特點
2．1．3線性定常微分方程求解
2．1．4運動的模態
2．2非線性數學模型的線性化
2．3線性系統的復域數學模型——傳遞函數
2．3．1傳遞函數的定義
2．3．2傳遞函數的性質
2．3．3傳遞函數的零點和極點
2．3．4典型環節的傳遞函數
2．4結構圖
2．4．1結構圖的組成和繪制
2．4．2結構圖的等效變換和簡化．
2．5信號流圖和梅遜增益公式的應用．
2．5．1信號流圖的術語和性質
2．5．2信號流圖的繪制
2．5．3信號流圖的簡化
2．5．4信號流圖的梅遜增益公式．
2．6 MATLAB中數學模型的表示
2．6．1傳遞函數
2．6．2控制系統的結構圖模型
2．6．3控制系統的零極點模型
本章小結
習題
第3章 控制系統的時域分析
3．1控制系統的時域響應及其性能
指標
3．1．1時域響應
3．1．2穩態性能指標
3．1．3動態性能指標
3．2典型輸入信號
3．2．1 階躍函數
3．2．2斜坡函數
3．2．3拋物線函數
3．2．4脈沖函數
3．2．5正弦函數
3．3一階系統的時域響應
3．3．1一階系統數學模型
3．3．2一階系統的單位階躍響應
3．3．3一階系統的單位脈沖響應
3．3．4一階系統的單位斜坡響應
3．4二階系統的時域響應
3．4．1二階系統的數學模型
3．4．2二階系統的單位階躍響應
3．4．3二階系統的階躍響應的性能指標
3．4．4二階系統的動態校正
3．5高階系統的時域響應
3．5．1高階系統的時域響應
3．5．2閉環主導極點
3．5．3零極點對階躍響應的影響
3．6線性定常系統的穩定性
3．6．1穩定性的概念
3．6．2線性定常系統穩定的充分必要條件
3．6．3勞斯穩定判據
3．6．4赫爾維茨判據
3．6．5控制系統參數對穩定性的影響
3．6．6相對穩定性和穩定裕量
3．7控制系統的穩態誤差
3．7．1誤差及穩態誤差
3．7．2系統類型
3．7．3應用靜態誤差系數計算給定信號作用下的穩態誤差
3．7．4擾動信號作用下的穩態誤差與系統結構的關系
3．7．5提高系統穩態精度的方法
3．8用MATLAB和Simulink進行瞬態響應分析
3．8．1用MATLAB求系統的脈沖響應
3．8．2用MATLAB求系統的階躍響應
3．8．3用MATLAB求系統的斜坡響應
3．8．4任意函數作用下系統的響應
3．8．5 Simulink中的時域響應舉例
本章小結
習題
第4章 根軌跡法
4．1根軌跡的基本概念
4．1．1根軌跡概念
4．1．2根軌跡方程
4．2根軌跡繪制的基本法則
4．2．1繪制根軌跡的基本法則
4．2．2根軌跡繪制舉例
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控制系統的根軌跡法分析
4．4．1控制系統的穩定性分析
4．4．2控制系統的暫態性能分析
4．4．3系統的穩態性能分析
4．4．4利用MATLAB繪制系統的根軌跡
本章小結
習題
第5章 控制系統的頻域分析法
5．1 頻率特性
5．1．1頻率特性的基本概念
5．1．2頻率特性的求取
5．1．3頻率特性的幾何表示法
5．1．4開環系統的典型環節分解
5．2控制系統的對數頻率特性圖
5．2．1典型環節的Bode圖
5．2．2開環系統的對數頻率特性圖(Bode圖)
5．2．3*小相位和非*小相位系統
5．3控制系統的極坐標圖
5．3．1典型環節的極坐標圖
5．3．2開環系統的極坐標圖
5．4奈奎斯特穩定判據
5．4．1幅角原理
5．4．2奈奎斯特穩定判據
5．5控制系統的相對穩定性
5．5．1增益裕量
5．5．2相角裕度
5．5．3相對穩定性與對數幅頻特性中頻段關系
5．6閉環系統的頻率特性
5．6．1閉環頻率特性
5．6．2等M圓
5．6．3等Ⅳ圓
5．6．4等M圓和等Ⅳ圓的應用
5．6．5尼柯爾斯圖
5．7用頻率特性分析系統品質
5．7．1閉環頻域指標與時域指標的關系
5．7．2開環頻率特性與時域響應的關系
5．7．3開環頻域指標和閉環頻域指標的關系
5．8傳遞函數的實驗確定
5．9．MATLAB頻域特性分析
5．9．1用MATLAB繪制對數頻率特性圖
5．9．2用MATLAB繪制極坐標圖
本章小結
習題
第6章 控制系統的校正
6．1概述
6．1．1系統的性能指標
6．1．2系統的校正方法
6．2線性系統的基本控制規律
6．2．1比例(P)控制作用
6．2．2比例微分(PD)控制作用
6．2．3積分(I)控制作用
6．2．4比例積分微分(PID)控制作用
6．3校正裝置及其特性
6．3．1超前校正裝置
6．3．2滯后校正裝置
6．3．3滯后一超前校正裝置
6．4頻率法進行串聯校正
6．4．1頻率法的串聯超前校正
6．4．2頻率法的串聯滯后校正
6．4．3頻率法的串聯滯后一超前校正
6．4．4按期望特性對系統進行串聯校正
6．5反饋校正
6．5．1反饋校正的原理與特點
6．5．2綜合法反饋校正
6．6復合校正
6．6．1復合校正的基本概念
6．6．2按擾動補償的復合校正
6．6．3按輸入補償的復合校正
6．7 基于MATLAB和Simulink的線性控制系統校正
6．7．1相位超前校正
6．7．2相位滯后校正
6．7．3 Simulink下的系統校正
本章小結
習題
第7章 非線性控制系統分析
7．1非線性系統概述
7．1．1常見非線性特性
7．1．2非線性系統的特點
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相軌跡的繪制
7．3二階系統的相軌跡
7．3．1二階線性系統的相軌跡
7．3．2奇點
7．3．3奇線
7．3．4非線性系統的相平面分析
7．4描述函數法
7．4．1描述函數定義
7．4．2描述函數的計算
7．4．3非線性系統的描述函數分析
7．5基于Simulink的非線性系統分析
本章小結
習題
第8章 線性離散系統分析
8．1離散系統概述
8．1．1采樣控制系統
8．1．2數字控制系統
8．1．3離散控制系統的特點
8．2信號的采樣與復現
8．2．1采樣過程
8．2．2采樣定理
8．2．3零階保持器
8．3 z變換
8．3．1 z變換定義
8．3．2 z變換性質
8．3．3 z反變換
8．4離散系統的數學模型
8．4．1線性常系數差分方程
8．4．2差分方程求解
8．4．3脈沖傳遞函數
8．4．4開環系統脈沖傳遞函數
8．4．5閉環系統脈沖傳遞函數
8．5離散系統的性能分析
8．5．1離散系統的穩定性分析
8．5．2離散系統的穩定性判據
8．5．3采樣周期與開環增益對穩定性的影響
8．5．4離散系統的穩態誤差
8．5．5閉環極點與瞬態響應的關系
8．6MATLAB在采樣系統中的應用
8．6．1連續系統的離散化
8．6．2求離散系統響應
本章小結
習題
附錄A MATLAB 和Simulink簡介
附錄B控制理論術語中英文對照表
參考文獻