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第一章 绪论1

1．1 自动控制1

1．2 反馈控制的原理2

1．3 按偏差控制与按扰动控制6

1．4 反馈控制系统的构成7

1．5 控制系统的分类8

第二章 控制系统的数学描述10

2．1 引言10

2．2 列写运动方程11

2．2．1 描述运动的微分方程11

2．2．2 非线性方程的线性化16

2．2．3 为复杂对象列写方程组17

2．2．4 从原始方程组导出单变量微分方程21

2．2．5 离散时间运动方程24

2．3．1 状态向量与状态空间25

2．3 状态空间与状态方程26

2．3．2 状态方程与输出方程27

2．3．3 从原始方程组导出状态方程29

2．4 线性微分方程的解33

2．4．1 线性微分方程的正规解法34

2．4．2 线性微分方程的Laplace(拉普拉斯)变换解法39

2．4．3 运动的模态40

2．5 状态方程的解43

2．5．1 矩阵指数函数43

2．5．2 用矩阵指数函数解状态方程48

2．5．3 状态转移矩阵51

2．5．4 系统特征值与模态的不变性55

2．6．1 传递函数59

2．6 传递函数与传递函数矩阵59

2．6．2 框图63

2．6．3 传递函数的极点与零点65

2．6．4 传递函数极点与零点的相消68

2．6．5 传递函数矩阵71

2．7 闭环系统的传递函数76

2．7．1 框图的变换与化简77

2．7．2 闭环系统的传递函数78

2．7．3 闭环系统的传递函数矩阵82

2．8 基本单元83

2．9 信号流图89

2．10．1 单位脉冲函数91

2．10 脉冲响应与阶跃响应91

2．10．2 脉冲响应92

2．10．3 阶跃响应95

2．11 小结96

习题97

3．2．1 运动的稳定性101

第三章 线性控制系统的运动106

3．1 引言106

3．2 稳定性107

3．2．2 线性系统的稳定性108

3．2．3 线性系统稳定的充分必要条件110

3．2．4 稳定的Ляпунов(李亚普诺夫)定义110

3．2．5 Ляпунов第一方法111

3．3．1 Routh(劳斯)判据112

3．3 稳定性的Routh-Hurwitz(劳斯-霍尔维茨)判据112

3．3．2 Hurwitz(霍尔维茨)判据116

3．4 参数对稳定性的影响117

3．5 参数的稳定域119

3．5．1 单参数稳定域119

3．5．2 双参数稳定域121

3．6 静态误差122

3．6．1 静态误差的定义123

3．6．2 静态误差系数124

3．6．3 关于静态误差的物理解释127

3．6．4 关于扰动的静态误差128

3．7 动态性能指标130

3．7．1 阶跃响应的几个动态指标130

3．7．2 误差积分指标132

3．8 二阶单输出系统的运动134

3．8．1 二阶系统的阶跃响应134

3．8．2 二阶系统的动态性能指标137

3．8．3 二阶系统的脉冲响应140

3．9 高阶系统的运动140

3．9．1 高阶系统的二阶近似141

5．5 根轨迹在控制系统校正中的应用266

5．5．1 根轨迹的改造266

5．5．2 按根轨迹校正反馈系统268

5．6 小结275

习题276

第六章 单变量系统的校正与综合280

6．1 引言280

6．1．1 控制系统的性能指标281

6．1．2 各类指标的关系282

6．2 预期开环频率特性的设计285

6．2．1 问题的提出285

6．2．2 开环频率特性的分频段设计286

6．2．3 中频段的设计287

6．2．4 高频段的设计290

6．2．5 低频段的设计292

6．2．6 尽量利用对象的极点与零点295

6．2．7 预期开环模型的设计举例296

6．3 串联校正的综合298

6．3．1 超前校正298

6．3．2 滞后校正301

6．3．3 滞后超前校正304

6．3．4 基于根轨迹法的串联校正的综合308

6．3．5 二阶模型的PID校正311

6．4 局部反馈校正312

6．4．1 局部反馈校正的作用312

6．4．2 局部反馈校正的综合方法314

6．4．3 局部反馈校正的优点316

6．4．4 局部反馈校正综合举例317

6．5 恒值调节系统的综合321

6．6．1 恒值调节系统的综合目标321

6．5．2 恒值调节系统的综合方法322

6．5．3 恒值调节系统综合举例324

6．6 顺馈控制328

6．7 小结331

习题332