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目录1

前言1

第一章　绪论1

第一节　概述1

第二节 自动控制系统的基本结构3

一、开环控制系统3

二、闭环控制系统6

习题 219

习题10

第二章　线性动态系统12

第一节　动态系统及状态12

第二节　关于动态系统的线性15

第三节　线性动态系统的状态空间描述17

一、单输入单输出系统17

二、多输入多输出系统19

三、状态变量的非唯一性21

第四节　状态空间描述的Laplace变换22

一、对Laplace变换的复习22

二、状态空间描述的拉氏变换23

第五节　状态转移矩阵25

一、用拉氏变换求解状态转移矩阵25

二、状态转移矩阵的指数形式26

第六节　线性动态系统的输入输出描述27

一、传递函数28

二、冲激响应函数30

第七节　完全表征31

第八节　非线性系统的局部线性化33

本章小结35

习题36

第三章　传递函数的建立39

第一节　传递函数方框图39

一、传递函数方框图的建立39

二、方框图的变换规则41

一、传递函数的基本因子及典型环节45

第二节　环节的传递函数及负载效应45

二、负载效应49

一、复阻抗50

第三节 电气环节的传递函数50

二、由运算放大器构成的环节52

第四节　发电机励磁控制系统53

一、励磁控制系统的构成及动作原理53

二、发电机的传递函数56

三、功率励磁装置的传递函数58

四、励磁控制系统的传递函数方框图59

第五节　信号流图及Mascn公式60

一、信号流图60

二、Mason公式62

第六节 由传递函数求状态空间描述64

一、由传递函数方框图绘制状态变量模拟图64

三、虚轴上存在极点时的Nyquist稳定判据 167

二、传递函数的实现67

本章小结70

习题72

一、以单位反馈系统作为研究的主要对象77

第一节　反馈控制系统性能概述77

第四章　反馈控制系统的性能及时域分析77

二、性能与误差的关系79

三、性能与输入的关系80

四、性能类别81

第二节　暂态性能指标82

一、数值型性能指标82

二、二次型性能指标85

第三节　典型二阶系统的暂态性能分析86

一、典型二阶系统及其暂态响应86

二、性能指标与闭环极点位置的关系88

第四节　高阶系统的暂态性能与闭环零、极点配置的关系93

一、闭环零、极点及留数93

二、闭环主导极点95

一、系统按稳态误差划分的型96

第五节　参考输入作用下的稳态误差分析96

二、稳态误差分析97

一、调差率100

第六节　扰动对稳态误差的影响及补偿措施100

二、稳态误差的消除与所需调差率的获得103

第七节　参数敏感度分析106

本章小结108

习题109

第五章　频率特性及其图示113

第一节　频率特性113

一、一阶环节的极坐标图116

第二节　频率特性的极坐标图（Nyquist图）116

二、二阶环节的极坐标图118

三、高阶系统极坐标图的一般形状119

第三节　频率特性的对数坐标图（Bode图）122

一、Bode图及其特点122

二、基本因子的Bode图123

三、Bode图的合成法129

第四节 由闭环频率特性估计暂态性能133

一、频域带宽与暂态性能的关系134

二、频域谐振峰值与时域过调量的关系135

第五节 由开环Nyquist图确定闭环频率特性136

本章小结140

习题141

第六章　稳定性分析145

第一节　线性系统有界输入有界输出（BIBO）稳定性145

第二节　特征方程与稳定性的关系147

第三节　Liapunov稳定性及渐近稳定性148

一、自由系统的平衡状态148

二、Liapunov稳定性与渐近稳定性的定义149

第四节　Liapunov直接法152

一、基本定理152

二、Liapunov直接法在线性系统中的应用154

第五节　Routh稳定判据156

一、Routh稳定判据156

二、利用Routh判据估计稳定裕量159

第六节　复平面上的围线映射160

第七节　Nyquist稳定判据163

一、基本思路163

二、Nyquist稳定判据165

第八节　稳定裕量169

一、利用开环Nyquist图确定稳定裕量169

二、相位裕量、幅值裕量与谐振峰值的关系170

第九节　Bode图上的稳定性分析172

一、利用Bode图确定稳定裕量172

二、Bode定理介绍173

本章小结176

习题177

第七章　基于Bode图的设计及校正182

第一节　设计概述182

第二节　校正的任务与类型184

第三节　并联校正与PID控制作用186

一、引入积分控制作用186

二、引入微分控制作用188

三、引入积分加微分控制作用191

第四节　稳态误差禁区193

第五节 串联校正199

一、超前校正200

二、滞后校正204

三、滞后—超前校正208

第六节　局部反馈校正211

一、削弱非线性的影响212

二、减小时间常数216

三、正反馈217

本章小结218

第八章　根轨迹法222

第一节　特征根的希望位置222

第二节　什么是根轨迹法223

第三节　根轨迹图的绘制226

一、幅角条件与幅值条件226

二、绘制根轨迹的一般规则228

一、超前环节对根轨迹的影响238

第四节 超前和滞后环节对根轨迹的影响238

二、滞后环节对根轨迹的影响240

第五节　基于根轨迹法的校正242

一、超前校正242

二、滞后校正246

本章小结247

习题248

第九章　离散系统251

第一节　连续信号的采样与复现251

一、采样过程及其数学描述252

二、保持器253

三、采样定理255

第二节　Z变换258

一、定义258

二、变换方法259

三、Z变换的性质263

四、Z反变换267

第三节　离散系统的时域描述269

一、线性差分方程269

二、离散系统的状态方程271

三、用Z变换解差分方程275

第四节 脉冲传递函数278

一、定义278

二、系统脉冲传递函数的求法279

第五节　在z平面上的稳定性分析284

一、z平面上的稳定性284

二、稳定性的代数判据287

三、Nyquist稳定判据289

四、根轨迹法290

本章小结292

习题293