《自动控制理论基础》

第一章 自动控制概论1

1．1自动控制系统的组成、分类和发展1

1．2对控制系统的要求和本书内容简介7

1．3小结8

习题8

第二章 数学模型及系统求解10

2．1数学模型的举例和说明10

2．2传递函数与系统结构图17

2．3信号流图及梅逊公式24

2．4系统数学模型的两种模式28

2．5模式变换与实现问题34

2．6利用传递函数求解输出响应44

2．7状态方程的求解46

2．8矩阵指数或状态转移矩阵的计算48

2．9控制系统计算机仿真简介59

2．10小结65

2．11示例66

习题90

第三章 控制系统的定性分析103

3．1系统的稳定性103

3．2李雅普诺夫稳定判据109

3．3劳斯稳定判据113

3．4奈魁斯特稳定判据118

3．5系统的能控性125

3．6系统的能观性136

3．7关于系统能控性和能观性的进一步讨论143

3．8小结155

3．9示例156

习题164

第四章 控制系统的定量分析177

4．1稳态响应及稳态误差177

4．2动态响应及其分析184

4．3分析动态响应的实用方法之一——根轨迹法193

4．4分析动态响应的实用方法之二——对数频率特性法205

4．5小结219

4．6示例219

习题228

第五章 系统的校正和控制器的设计237

5．1状态反馈与极点配置237

5．2输出反馈系统的校正方式与常用校正装置的特性250

5．3输出反馈系统的根轨迹法校正259

5．4输出反馈系统的对数频率特性法校正270

5．5输出反馈系统的并联校正和复合控制277

5．6解耦控制279

5．7状态估计与状态观测器283

5．8带观测器的闭环系统的基本特征293

5．9小结298

5．10示例299

习题317

第六章 采样离散控制系统330

6．1引言330

6．2信号的采样和保持331

6．3 z变换和z反变换335

6．4差分方程、脉冲传递函数及离散动态方程348

6．5采样离散控制系统的数学模型355

6．6离散控制系统的性能分析362

6．7数字控制器的设计380

6．8小结398

6．9示例401

习题412

第七章 非线性控制系统421

7．1非线性系统概述421

7．2描述函数法426

7．3相平面法441

7．4李雅普诺夫第二方法（直接法）466

7．5利用非线性特性改善系统的性能475

7．6小结477

7．7示例478

习题486

第八章 最优控制491

8．1最优控制问题概述491

8．2变分法与泛函极值498

8．3最优控制问题及其解法507

8．4快速最优控制522

8．5二次型性能指标的最优控制527

8．6离散系统的最优控制539

8．7具有二次型性能指标的离散系统的最优控制547

8．8小结553

8．9示例554

习题560

附录563

附录一 拉普拉斯变换563

附录二 二次型565

附录三 系统能控性判据567

附录四 系统能观性判据570

附录五 能控标准型与能观标准型572

附录六 矩阵微分法基本知识574

参考文献580