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第一章 绪论1

§1-1 开环和闭环控制系统1

§1-2 控制系统的分类4

§1-3 线性和非线性控制系统5

§1-4 线性控制系统中的信号模型8

§1-5 性能指标11

一、稳定性11

二、响应速度12

三、精确度13

§1-6 线性控制系统的研究方法15

习题16

第二章 线性控制系统的运动方程和传递函数17

§2-1 引言17

§2-2 相似系统和典型环节18

§2-3 比较元件和敏感元件23

一、角度传感器24

二、速度敏感元件27

三、温度、照度、湿度和压力敏感元件28

§2-4 执行元件28

一、他励式直流伺服电动机29

二、二相异步电动机31

§2-5 放大元件34

一、晶体管伺服放大器35

二、可控硅功率放大元件36

三、放大电机38

§2-6 变换元件41

一、相敏检波器42

二、极性调制器43

§2-7 系统传递函数的计算44

一、框图变换44

二、信号流图变换46

三、梅逊公式49

一、小功率交流控制系统50

§2-8 控制系统举例50

二、中功率直流控制系统51

习题53

第三章 控制系统的时间域分析57

§3-1 引言57

§3-2 二阶系统57

一、运动方程58

二、运动方程的解58

三、性能指标与系统参数的关系60

一、系统稳定性的定义62

§3-3 系统的稳定性62

二、传递函数的极点与系统稳定性的关系63

§3-4 稳定性的代数判据65

一、饶斯（Routh）判据65

二、霍尔维茨（Hurwitz）判据68

§3-5 系统的暂态性能68

§3-6 系统的稳态误差71

一、稳态误差的终值72

二、误差系数74

§3-7 根轨迹法76

一、根轨迹的基本概念76

二、幅值条件和辐角条件77

三、绘制根轨迹的法则78

§3-8 时域分析法计算举例83

§3-9 绘制根轨迹的计算机程序*87

一、程序使用说明87

二、流程图（见图3-33）89

三、程序清单（见表3-4）89

习题93

第四章 控制系统的频率域分析97

§4-1 引言97

一、幅相特性—奈魁斯特（Nyquist）图98

§4-2 频率特性的几何表示98

二、对数频率特性—波德（Bode）图99

三、幅频特性与相频特性的对应问题—最小相位系统100

§4-3 开环对数频率特性的绘制103

一、单回路系统的开环对数频率特性103

二、多回路系统的开环对数频率特性105

§4-4 稳定性判断107

一、辐角原理107

二、用于幅相特性的奈魁斯特判据107

三、用于对数特性的奈魁斯特判据111

§4-5 稳定裕度112

§4-6 闭环频率特性与系统的暂态性能114

一、闭环频率特性的绘制114

二、二阶系统的频率特性与暂态指标的关系117

三、高阶系统暂态指标的近似计算119

§4-7 稳态误差与噪声干扰误差119

一、原理性稳态误差的计算120

二、扰动的稳态误差120

三、噪声干扰误差121

§4-8 频率特性的计算程序122

一、计算公式122

三、程序清单124

二、流程图和使用说明124

习题126

第五章 控制系统的校正128

§5-1 引言128

§5-2 串联校正130

一、比例-微分（PD）校正和导前网络130

二、比例-积分（PI）校正和滞后网络133

三、比例-积分-微分（PID）校正与复合网络135

四、串联校正网络的选择137

一、速度反馈139

§5-3 反馈校正139

二、加速度反馈140

§5-4 顺馈校正141

一、复合控制与不变性原理142

二、对于输入信号的顺馈校正143

三、对于扰动信号的顺馈校正144

§5-5 系统校正举例145

习题148

第六章 离散控制系统152

§6-1 引言152

一、采样器154

§6-2 信号的采样与恢复154

三、保持器156

二、信号的恢复和采样定理156

§6-3 Z变换与Z反变换159

一、Z变换159

二、Z反变换162

§6-4 离散系统的运动方程及其解165

一、离散系统的运动方程165

二、递推法解差分方程166

三、Z变换法解差分方程167

一、脉冲传递函数的计算168

§6-5 离散系统的脉冲传递函数168

二、级联元件的脉冲传递函数169

三、闭环脉冲传递函数170

§6-6 Z域分析法172

一、稳定性分析172

二、暂态性能分析174

三、稳态误差计算177

§6-7 数字控制系统的校正179

一、连续化综合方法180

二、Z域根轨迹综合法182

一、最少拍系统综合184

§6-8 最少拍、无波纹系统综合184

二、最少拍无波纹系统的综合189

习题190

第七章 非线性控制系统194

§7-1 引言194

§7-2 非线性系统的线性化分析法195

§7-3 描述函数分析法197

一、描述函数法的基本概念198

二、几种非线性特性的描述函数198

三、用描述函数分析系统的稳定性201

一、相迹的概念203

§7-4 相平面分析法203

二、非线性系统的相迹205

三、相迹的绘制方法207

四、由相迹图求时间响应210

五、非线性系统分析举例210

§7-5 用李亚普诺夫直接法研究系统的稳定性212

一、李亚普诺夫稳定性定义212

二、李亚普诺夫稳定性判断方法213

习题216

第八章 状态空间分析法218

§8-1 引言218

一、由运动方程式列写状态方程222

§8-2 状态方程的列写方法222

二、由传递函数列写状态方程225

三、线性时变系统和多输入-多输出系统的状态方程230

§8-3 连续系统状态方程的解法234

一、时间域解法234

二、复频域解法236

§8-4 矩阵指数的性质和计算方法239

一、矩阵指数的性质239

二、矩阵指数的计算方法240

§8-5 离散系统的状态空间分析245

一、能控性253

§8-6 能控性和能观测性253

二、能观测性255

三、离散系统的能控性和能观测性257

四、最小实现259

五、不能控和不能观测系统的分解261

§8-7 状态变量反馈262

§8-8 状态观测器266

一、开环状态观测器266

二、闭环渐近状态观测器267

习题271

参考文献276