自动控制原理

1章概述1
11自动控制理论的发展及趋势1
12开环控制与闭环控制2
13对自动控制系统的基本要求4
131稳定性4
132精确性5
133快速性5
14本书梗概6
141建模6
142系统分析6
143系统综合6
15学生自读6
151学习目标6
152例题分析与工程实例6
153本章小结9
习题19
第2章控制系统及其组成环节的数学
模型11
21数学模型的类型及建模方法11
211数学模型的几种类型11
212数学模型建立的一般方法11
22系统的微分方程数学模型的建立11
23控制系统的传递函数模型15
231传递函数15
232控制系统中的典型环节17
233系统方块图21
234信号流图27
235梅逊公式31
24利用Matlab建立控制系统模型32
25学生自读36
251学习目标36
252例题分析与工程实例36
253本章小结38
习题239
第3章控制系统的时域分析法42
31控制系统的过渡过程形式及性能指标42
311控制系统的输入信号42
312控制系统过渡过程的性能指标43
32一阶系统的动态响应44
321单位阶跃响应45
322单位斜坡响应46
323单位脉冲响应47
33二阶系统的动态响应48
331二阶系统数学模型的标准形式48
332二阶系统的单位阶跃响应49
333二阶欠阻尼系统过渡过程的性能
指标52
34高阶系统的动态响应56
341高阶系统的解析分析56
342高阶系统的降阶近似分析58
35控制系统的稳态误差分析59
351稳态误差与系统类型60
352给定稳态偏差分析61
353扰动稳态偏差分析64
36控制系统的稳定性分析65
361系统稳定性的概念及条件65
362劳斯稳定判据66
363劳斯稳定判据的应用70
37应用Matlab分析控制系统的性能71
38学生自读75
381学习目标75
382例题分析与工程实例75
383本章小结79
习题380
第4章根轨迹分析82
41根轨迹的概念82
411根轨迹引入的背景82
412根轨迹的概念82
413闭环零.极点与开环零.极点的
关系83
414根轨迹方程84
42根轨迹绘制的基本法则84
43广义根轨迹89
431参数根轨迹89
432零度根轨迹的绘制法则90
44在根轨迹图上分析系统性能91
441根轨迹图上的闭环零.极点与时间
响应的关系91
442系统性能定性分析的原则93
443举例94
45利用Matlab绘制系统的根轨迹95
46学生自读98
461学习目标98
462例题分析与工程实例98
463本章小结101
习题4101
第5章频率特性分析法103
51频率特性及其图示法103
511频率特性103
512频率特性的极坐标图107
513典型环节的伯德（Bode）图
示法113
52奈奎斯特（Nyquist）稳定判据124
521柯西定理124
522奈奎斯特稳定判据125
523奈奎斯特轨迹穿过F（s）奇点
情况129
524奈奎斯特稳定判据的物理意义130
53稳定裕度及其分析方法131
531稳定裕度（适用最小相位系统）
的基本概念131
533系统的带宽133
534稳定裕度的分析方法134
54闭环频率特性及其分析方法136
541开环频率特性与闭环频率特性136
542闭环频率特性分析方法137
55应用Matlab进行频率分析139
56学习自读141
561学习目标141
562例题分析与工程实例141
563本章小结146
习题5147
第6章线性系统的校正方法149
61系统校正的问题和校正装置149
611性能指标及互换149
612校正方式151
613常用校正装置及其特性152
614PID控制器154
62频率域上的校正方法155
621串联超前校正155
622串联滞后校正156
623串联滞后超前校正157
624并联校正158
63时域上的校正方法158
631串联校正159
632并联校正165
633一般二次型校正装置的设计166
634PID控制器的理论设计169
64前馈校正和复合校正170
641前馈校正的第一种形式170
642前馈校正的第二种形式171
643前馈滤波器问题171
644复合校正172
65Matlab在系统校正中的应用172
66学生自读174
661学习目标174
662例题分析与工程实例174
663本章小节178
习题6178
第7章状态空间分析设计方法180
71线性系统的状态空间数学模型180
711系统状态空间表达的基本概念180
712线性系统的状态空间描述181
713由机理分析建立状态空间表
达式181
714由微分方程建立状态空间表
达式183
715由传递函数建立状态空间表
达式186
716状态空间表达式与传递函数
矩阵186
72系统的状态空间运动分析188
721线性定常系统状态运动分析188
722矩阵指数函数eAt190
73线性定常系统的能控性与能观测性192
731基本概念193
732能控性与能观测性判据195
733单输入单输出系统的能控/能观
规范形201
734结构分解203
74线性系统的状态反馈与极点配置209
741状态反馈与输出反馈209
742状态反馈极点配置211
743输出反馈极点配置214
75状态观测器的设计215
751全维观测器的设计215
752最小阶观测器219
753具有观测器的状态反馈控制
系统222
76Matlab在状态空间分析中的应用225
77学生自读233
771学习目标233
772例题分析与工程实例233
773本章小结239
习题7239
第8章采样控制系统分析方法242
81采样控制系统概述242
82信号的采样与保持243
821采样器与采样过程243
822采样过程的数学描述244
823采样定理及采样保持246
83采样信号的Z变换250
831采样信号的Z变换250
832Z变换的基本性质253
833Z反变换256
84离散系统的数学模型259
841微分方程的离散化259
842连续状态方程的离散化260
843脉冲传递函数262
85采样系统的数学模型之间的相互
转换270
851差分方程和脉冲传递函数之间
的转换270
852差分方程和离散状态方程之间
的转换270
853离散状态方程和脉冲传递函数之间
的转换272
86采样系统的性能分析276
861稳定性分析276
862稳态特性分析280
863动态特性分析282
87Matlab在离散系统中的应用285
88学生自读288
881学习目标288
882例题分析与工程实例288
883本章小结291
习题8292
第9章非线性控制系统294
91概述294
911研究非线性系统的意义294
912非线性系统的一般特征295
913模型线性化295
914典型非线性环节及其影响297
915非线性系统的研究方法及特点298
92描述函数方法300
921描述函数的概念301
922典型非线性环节描述函数的
计算301
923描述函数分析方法305
93相平面方法310
931相平面及相轨迹的特点310
932相轨迹的绘制方法311
933线性二阶系统的相轨迹312
934非线性系统相平面分析315
94李亚普诺夫稳定性理论316
941李亚普诺夫意义下的稳定性316
942李亚普诺夫稳定性理论318
943线性系统的李亚普诺夫稳定性
分析321
95应用Matlab分析非线性系统322
96学生自读326
961学习目标326
962例题分析与工程实例326
963本章小节329
习题9330
附录1数学基础332
附录2根轨迹绘制法则的证明335
附录3Matlab基础知识340
部分习题答案352
参考文献358