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目录1

1 导言1

1.1 一些例题与定义2

1.2 控制发展简史6

1.3 所涉及材料的概述7

2 描述各种物理现象的微分方程9

2.1 符号的定义9

2.2 电网络微分方程11

2.3 描述机械平移的微分方程12

2.4 描述旋转机械系统的微分方程17

2.5 描述热力系统的微分方程23

2.6 描述液压系统的简化微分方程27

2.7 旋转功率放大器29

2.8　直流伺服电动机32

2.9 关于列写微分方程的Lagrange方程与能量平衡方法34

2.10　摘要与结论39

3 Laplace变换方法41

3.1 Laplace变换及其特性41

3.2　Laplace逆变换及其计算50

3.3 应用Laplace变换求解一般积分-微分方程58

3.4 脉冲函数，褶积积分与传递函数分析60

3.5 二阶系统的脉冲与阶跃响应特性65

3.6　摘要与结论67

4 传递函数，方框图与流图68

4.1 传递函数的确定68

4.2 信号流图74

4.3 小结85

5 判定系统稳定性的直接方法87

5.1 与极点位置有关的线性系统稳定性87

5.2 Routh与Hurwitz稳定判据89

5.3 Routh判据在确定“相对”稳定性上的推广98

5.4 摘要与小结100

6 分析与设计中的根轨迹法101

6.1 作为分析工具的根轨迹法的说明102

6.2 根轨迹图的一般特性103

6.3 作根轨迹图的几何方法110

6.4 应用根轨迹法设计113

6.5 由根轨迹图求频率响应和瞬态响应116

6.6 小结118

7 稳态正弦响应特性120

7.1 稳态正弦响应，传递函数与稳定性之间的关系120

7.2 振幅与相位特性的图示法121

7.3 渐近线振幅（α）图或Bode图125

7.4 相位（β）图134

7.5 由α图应用arctan近似求相位偏移143

7.6 提要与小结152

8.1 Nyquist判据的叙述153

8 Nyquist稳定性判据153

8.2 Nyquist判据在基本单环系统中的应用159

8.3 稳定性裕度与条件稳定性166

8.4 由Nyquist图求闭环频率响应170

8.5 极点与零点重合时的Nyquist判据175

8.6 Nyquist判据在多环系统中的应用177

8.7 传输滞后181

8.8 小结184

9.1 提供所需闭环工作特性的补偿法及校正器问题186

9 Bode图在设计串联校正闭环控制器中的应用186

9.2 Bode图及其与Nyquist曲线间的关系190

9.3 滞后校正器补偿198

9.4 超前校正器补偿207

9.5 应用组合校正器的串联校正214

9.6 非最小相位网络的串联校正218

9.7 提要与结论221

10　品质判据与系统设计间的一般关系223

10.1　频域品质指标224

10.2　附加校正或顺馈设计226

10.3　依从，干扰敏感性的度量232

10.4　在时间区域内的品质指标236

10.5　特定输入（阶跃、斜坡等等）的稳态误差240

10.6　小结246

11　子环设计247

11.1　子环装置分析248

11.2　子环校正器的综合252

11.3　子环元件的选择260

11.4　多重子环262

11.5　子环反馈对参数变化与非线性元件的影响264

11.6　有负荷与噪声干扰的子环性能269

11.7　小结272

12　载波控制系统274

12.1　抑制载波振幅调制275

12.2　交流同步联系系统位置变换器278

12.3　两相ac伺服马达和ac测速发电机280

12.4　解调过程282

12.5　对AM信号工作网络的基带等效电路283

12.6　通过频率变换实现ac补偿网络289

12.7　RC网络ac补偿器的特殊类型292

12.8　ac设计例题298

12.9　小结301

13 状态空间的基本概念302

13.1　状态空间公式的一般叙述303

13.2　按传递函数确定状态方程311

13.3　状态方程的一般解315

13.4　状态方程与传递函数间的—般关系330

13.5　可控性与可监性340

13.6　状态变量反馈控制系统的设计341

13.7　小结348

14　非线性系统350

14.1　非线性系统的基本特性351

14.2　描述函数355

14.3　相平面369

14.4　非线性系统稳定性与一般奇异点特性377

14.5　Ляпунов第二方法385

14.6　临界盘状与Попов稳定性判据393

14.7　小结396

15　采样数据系统398

15.1　采样过程398

15.2　信号再现404

15.3　Z-变换分析407

15.4　采样数据系统的特性与分析422

15.5　应用常规方法设计SD系统431

15.6　脉冲传递函数按RC形式实现442

15.7　应用数字补偿器设计采样数据系统445

15.8　应用状态过渡函数的采样数据分析455

15.9　小结457

附录A　Laplace变换表458

附录B　多项式因式分解法469

附录C　模拟计算机478

C.1　基本模拟积木式元件479

C.2　线性时不变积分-微分方程的解法484

C.3　时间与振幅比例尺488

C.4　系统模拟492

C.5　模拟计算机的附加特征493

C.6　小结495

附录D　矩阵理论概述496

D.1　矩阵符号与基本运算496

D.2　线性矢量空间503

D.3　微分方程的矩阵组——特征值问题508

附录E　数字模拟方法514

附录F　问题531