《自动控制系统》

1引言2

1-1 控制系统2

1-2 何谓反馈及其影响6

1-3 反馈控制系统的种类11

2数学基础16

2-1 引言16

2-2 复变数的观念16

2-3 微分方程式19

2-4 拉氏转换21

2-5 以部份分式展开法求反拉氏转换26

2-6 以拉氏转换求解线性常微分方程式的应用32

2-7 基本矩阵理论34

2-8 矩阵代数39

2-9 状态方程式的向量——矩阵形式46

2-10 差分方程式47

2-11 Z转换49

2-12 以Z转换求解线性差分方程式的应用58

3转移函数、方块图及信号流程图66

3-1 引言66

3-2 线性系统的脉冲响应和转移函数66

3-3 方块图73

3-4 信号流程图80

3-5 信号流程图的基本特性摘要82

3-6 信号流程图的定义83

3-7 信号流程图代数85

3-8 信号流程图的构图实例87

3-9 信号流程图的一般增益公式91

3-10 一般增益公式对方块图的应用96

3-11 状态图97

3-12 断续资料系统的转移函数106

4-1 引言130

4物理系统的数学模式化130

4-2 电网路的方程式131

4-3 机械系统元件的模式化133

4-4 机械系统的方程式146

4-5 控制系统中的感测器与编码器152

4-6 控制系统中的直流马达168

4-7 双相感应马达177

4-8 非线性系统的线性化181

4-9 带有传输落後的系统187

5线性动态系统的状态变数分析202

5-1 引言202

5-2 状态方程式的矩阵表示法202

5-3 状态转移矩阵204

5-4 状态转移方程式209

5-5 状态方程式和高阶微分方程式间的关系214

5-6 转换至相位变数标准式217

5-7 状态方程式和转移函数间的关系224

5-8 特性方程式、特性值与特性向量226

5-9 A矩阵的对角化（相似转换）228

5-10 约旦标准式234

5-11 转移函数的分解238

5-12 线性系统的可控制性243

5-13 线性系统的可观测性251

5-14 可控制性与可观测性的不变定理254

5-15 可控制性、可观测性和转移函数间的关系257

5-16 线性断续资料系统的状态方程式260

5-17 断续状态方程式的Z转换解264

5-18 断续资料系统的状态图267

5-19 抽样资料系统的状态图271

6-1 引言296

6控制系统的时域分析296

6-2 控制系统时间响应的典型测试信号297

6-3 控制系统的时域性能——稳态误差299

6-4 控制系统的时域性能——暂态响应313

6-5 二阶系统的暂态响应314

6-6 印刷轮控制系统的时域分析326

6-7 控制系统的稳定度——引言340

6-8 稳定度、特性方程式和状态转移矩阵341

6-9 求线性控制系统稳定度的方法346

6-10 路兹、哈维次准则347

7根轨迹法368

7-1 引言368

7-2 根轨迹的基本条件368

7-3 完整根轨迹的作图373

7-4 用根轨迹法求解多项式的根402

7-5 根轨迹作图的一些重要性质407

7-6 根廓线——多参数变化417

7-7 有纯时间延迟系统的根轨迹425

7-8 断续资料控制系统的根轨迹436

8控制系统的时域设计450

8-1 引言450

8-2 PID控制器的时域设计452

8-3 相位超前与相位落後控制器的时域设计465

8-4 极点与零点对消控制486

8-5 次回路反馈控制496

8-6 状态反馈控制501

8-7 经由状态反馈的极点安置设计502

8-8 有积分控制的状态反馈507

8-9 控制器的数位制作513

9-1 引言532

9控制系统的频域分析532

9-2 奈奎斯特稳定准则535

9-3 奈奎斯特准则的应用547

9-4 增加G（s）H（s）的极点与零点对奈奎斯特轨迹形状的影响556

9-5 多回路系统的稳定度560

9-6 带有时间延迟线性控制系统的稳定度564

9-7 绘转移函数的数位计算机程式567

9-8 频域特性570

9-9 二阶系统的Mp,ωp和频带宽度571

9-10 增加零点於开路转移函数的影响575

9-11 增加极点於开路转移函数的影响579

9-12 相对稳定度——增益边际、相位边际和Mp581

9-13 波德图大小曲线的斜率和相对稳定度间的关系590

9-14 G（jω）平面上常数M的轨迹592

9-15 G（jω）平面上常数相位的轨迹596

9-16 大小与相位平面上的常数M和N轨迹——尼可图598

9-17 非单位反馈系统的闭路频率响应分析604

9-18 频域中的灵敏度研究605

9-19 数位控制系统的频率响应608

10控制系统的频域设计628

10-1 引言628

10-2 相位——超前控制器631

10-3 相位——落後控制器641

10-4 落後——超前控制器652

附录A频域图659

A-1 转移函数的极座标图659

A-2 转移函数的波德图（转角图）666

A-3 大小相对位图677

附录B 拉氏转换表681

附录C 专有名词中英对照表685