动态系统反馈控制：英文本

Preface xi 
1  An Overview and Brief History of Feedback Control  
   Chapter Overview 
   A Perspective on Feedback Contro1 
1.1  A Simple Feedback System 
1.2  A First Analysis of Feedback 
1.3  A Brief History 
1.4  An Overview of the Book 
Summary 
Review Questions 
Problems 
2  Dynamic Models 
Chapter Overview 
A Perspective on Dynamic Models 
2.1  Dynamics of Mechanical Systems 
2.2  Differential Equations in State-Variable Form 
2.3  Models of Electric Circuits 
2.4  Models of Electromechanical Systems 
2.5  Heat-and Fluid-Flow Models 
2.6  Linearization and Scaling 
Summary 
Review Questions 
Problems 
3  Dynamic Response 
Chapter Overview 
Aperspective on System Response 
3.1  Review of  Laplace Transforms 
3.2  System Modeling Diagrams 
3.3  Effect of  Pole  Locations 
3.4  Time-Domain Specifications 
3.5  Effects of Zeros and Additional Poles 
3.6  Stability 
3.7  Numerical Simulation 
▲3.8  Obtaining Models from Experimental Data 
Summary 
Review Questions 
Problems 
4  Basic Properties of Feedback 
Chapter Overview 
A Perspective On Properties of Feedback 
4.1  A Perspective on Properties of Feedback 
4.2  The Classical Three-Term Controller 
4.3  Steady-State Tracking and System Type 
4.4  Digital Implementation of Controllers 
Summary 
Review Questions 
Problems 
5  The Root-Locus Design Method 
Chapter Overview 
A Perspective on the Root-locus Desgn Method 
5.1  Root Locus of a Basic Feedback System 
5.2  Guidelines for Sketching a Root Locus 
▲5.3  Selected Illustrative Root Loci 
▲5.4  Selecting the Parameter Value 
5.5  Dynamic Compensation 
5.6  A Design Example Using the Root Locus 
5.7  Extensions of the Root-Locus Method 
Summary 
Review Questions 
Problems 
6  The Frequency-Response Design Method 
Chapter Overview 
A Perspective on the Frequency-response Design Method 
6.1  Frequency Response 
6.2  Neutral Stability 
6.3  The Nyquist Stability Criterion 
6.4  Stability Margins 
6.5  Bode’s Gain-Phase Relationship 
6.6  Closed-Loop Frequency Response 
6.7  Compensation 
▲6.8  Alternate Presentations of Data 
▲6.9  Specifications in Terms of the Sensitivity Function 
▲6.10  Time Delay 
▲6.11  Obtaining a Pole-Zero Model from Frequency-Response Data 
Summary 
Review Questions 
Problems 
7  State-Space Design 
Chapter Overview 
A Perspective on State-Space Design 
7.1  Advantages of State Space 
7.2  Analysis of the State Equations 
7.3  Control-Law Design for Full-State Feedback 
7.4  Selection of Pole Locations for Good Design 
7.5  Estimator Design 
7.6  Compensator Design: Control Law and Estimator 
▲7.7  Loop Transfer Recovery(LTR) 
7.8  Introduction of the Reference Input with the Estimator 
7.9  Integral Control and Robust Tracking 
▲7.10  Direct Design with Rational Transfer Functions 
▲7.11  Design for Systems with Pure Time Delay 
▲7.12  Lyapunov Stability 
Summary 
Review Questions 
Problems 
8  Digital Control 
Chapter Overview 
A Perspective on Digital Control 
8.1  Digitization 
8.2  Dynamic Analysis of Discrete Systems 
8.3  Design by Emulation 
8.4  Discrete Design 
8.5  State-Space Design Methods 
8.6  Hardware Characteristics 
8.7  Word-Size Effects 
8.8  Sample-Rate Selection 
Summary 
Review Questions 
Problems 
9  Control-System Design: Principles and Case Studies 
Chapter Overview 
A Perspective on Design Principles 
9.1  An Outline of Control Systems Design 
9.2  Design of a Satellite’s Attitude Control 
9.3  Lateral and Longitudinal Control of a Boeing 747 
9.4  Control of the Fuel-Air Ratio in an Automotive Engine 
9.5  Control of a Digital Tape Transport 
9.6  Control of the Read/Write Head Assembly of a Hard Disk 
9.7  Control of Rapid Thermal Processing(RTP)Sytems in Semiconductor 
Wafer Manufacturing 
Summary 
Review Questions 
Problems 
Appendix A  Laplace Transforms 
A.1 The  -Laplace Transform 
Appendix B  A Review of Complex Variables 
B.1  Definition of a Complex Number 
B.2  Algebraic Manipulations 
B.3  Graphical Evaluation of Magnitude and Phase 
B.4  Differentiation and Integration 
B.5  Euler’s Relations 
B.6  Analytic Functions 
B.7  Cauchy’s Theorem 
B.8  Singularities and Residues 
B.9  Residue Theorem 
B.10  The Argument Principle 
Appendix C  Summary of Matrix Theory 
C.1  Matrix Definitions 
C.2  Elementary Operations on Matrices 
C.3  Trace 
C.4  Transpose 
C.5  Determinant and Inverse 
C.6  Properties of the Determinant 
C.7  Inverse of Block Triangular Matrices 
C.8  Special Matrices 
C.9  Rank 
C.10  Characteristic Polynomial 
C.11  Cayley-Hamilton Theorem 
C.12  Eigenvalues and Eigenvectors 
C.13  Similarity Transformations 
C.14  Matrix Exponential 
C.15  Fundamental Subspaces 
C.16  Singular-Value Decomposition 
C.17  Positive Definite Matrices 
C.18  Matrix Identity 
Appendix D  Controllability and Observability 
D.1  Controllability 
D.2  Observability 
Appendix E  Ackermann’s Formula for Pole Placement 

Appendix F  MATLAB Commands  
Appendix G  Solutions to Review Questions 
References 
Index