前言 第1章緒論 11引言 111自動(dòng)控制理論的發(fā)展 112人工控制與自動(dòng)控制 113開環(huán)控制與閉環(huán)控制 114閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和 術(shù)語定義 12自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類 121線性控制系統(tǒng)和非線性控制系統(tǒng) 122恒值控制系統(tǒng)、隨動(dòng)控制系統(tǒng) 和程序控制系統(tǒng) 123連續(xù)控制系統(tǒng)和離散控制系統(tǒng) 13對自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本性能要求 131穩(wěn)定性 132快速性 133準(zhǔn)確性 14MATLABSimulink介紹 15本章小結(jié) 思考題與習(xí)題 第2章控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 21微分方程 211系統(tǒng)微分方程的建立 212建立微分方程的步驟 22傳遞函數(shù) 221傳遞函數(shù)的定義 222傳遞函數(shù)的性質(zhì) 23典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù) 231比例環(huán)節(jié) 232積分環(huán)節(jié) 233慣性環(huán)節(jié) 234微分環(huán)節(jié) 235振蕩環(huán)節(jié) 236延遲環(huán)節(jié) 24動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖的等效變換 241動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖的建立 242動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖的等效變換法則 243動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖的等效變換舉例 25自動(dòng)控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù) 251閉環(huán)控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù) 252閉環(huán)傳遞函數(shù) 26信號流圖 261信號流圖的術(shù)語和性質(zhì) 262信號流圖的繪制 27梅遜公式 271梅遜公式的定義 272應(yīng)用梅遜公式求系統(tǒng)閉環(huán)傳遞 函數(shù)舉例 28利用MATLAB建立控制系統(tǒng)模型 281時(shí)間常數(shù)形式的傳遞函數(shù) 模型表示 282零極點(diǎn)形式的傳遞函數(shù) 模型表示 283模型的轉(zhuǎn)換和連接 29案例分析與設(shè)計(jì) 210本章小結(jié) 思考題與習(xí)題 第3章時(shí)域分析法 31典型輸入信號和時(shí)域性能指標(biāo) 311典型輸入信號 312階躍響應(yīng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo) 313穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo) 32一階系統(tǒng)的時(shí)域分析 321單位階躍響應(yīng) 322單位脈沖響應(yīng) 323單位斜坡響應(yīng) 33二階系統(tǒng)的時(shí)域分析 331典型的二階系統(tǒng) 332二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng) 333系統(tǒng)的暫態(tài)性能指標(biāo) 34高階系統(tǒng)的時(shí)域分析 35系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析 351系統(tǒng)穩(wěn)定性的充分必要條件 352勞斯-赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù) 353代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)的應(yīng)用 36穩(wěn)態(tài)誤差計(jì)算 361穩(wěn)態(tài)誤差的定義和計(jì)算 362給定輸入下的穩(wěn)態(tài)誤差 363擾動(dòng)輸入作用下的穩(wěn)態(tài)誤差 364減小穩(wěn)態(tài)誤差的方法 37應(yīng)用MATLAB求控制系統(tǒng)的 時(shí)域響應(yīng) 38案例分析與設(shè)計(jì) 39本章小結(jié) 思考題與習(xí)題 第4章根軌跡分析法 41根軌跡的基本概念 411根軌跡的概念 412根軌跡方程及繪制條件 42繪制根軌跡的基本規(guī)則 421基本規(guī)則 422繪制根軌跡舉例 43廣義根軌跡 431參數(shù)根軌跡 432零度根軌跡 44應(yīng)用MATLAB繪制控制系統(tǒng)的 根軌跡 45案例分析與設(shè)計(jì) 46本章小結(jié) 思考題與習(xí)題 第5章頻率分析法 51頻率特性的基本概念 511頻率響應(yīng) 512頻率特性 513頻率特性與傳遞函數(shù)的關(guān)系 514頻率特性的表示方法 52對數(shù)坐標(biāo)圖 521對數(shù)坐標(biāo)圖的特點(diǎn) 522典型環(huán)節(jié)的對數(shù)坐標(biāo)圖 523開環(huán)傳遞函數(shù)的對數(shù)坐標(biāo)圖 524系統(tǒng)類型與對數(shù)幅頻特性曲線 之間的關(guān)系 53幅相頻率特性圖 531典型環(huán)節(jié)的奈奎斯特圖 532開環(huán)傳遞函數(shù)概略奈奎斯特圖的 繪制 54奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù) 541幅角原理 542開環(huán)傳遞函數(shù)虛軸上無極點(diǎn)時(shí) 的奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù) 543開環(huán)傳遞函數(shù)虛軸上存在極點(diǎn)時(shí) 的奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù) 55系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性 551增益裕量 552相位裕度 56系統(tǒng)的閉環(huán)頻率特性 57系統(tǒng)的頻域性能指標(biāo)和時(shí)域性能指標(biāo) 的關(guān)系 571開環(huán)頻域指標(biāo)與時(shí)域指標(biāo) 的關(guān)系 572閉環(huán)頻域指標(biāo)與時(shí)域指標(biāo) 的關(guān)系 573開環(huán)對數(shù)頻率特性曲線與系統(tǒng) 時(shí)域性能指標(biāo)之間的關(guān)系 58應(yīng)用MATLAB繪制系統(tǒng)的頻率 特性曲線 59案例分析與設(shè)計(jì) 510本章小結(jié) 思考題與習(xí)題 第6章控制系統(tǒng)的校正 61系統(tǒng)校正的基本概念 611性能指標(biāo) 612系統(tǒng)的校正 62常用控制規(guī)律 621P控制規(guī)律 622PD控制規(guī)律 623PI控制規(guī)律 624PID控制規(guī)律 63基于頻率法的串聯(lián)校正設(shè)計(jì) 631串聯(lián)超前校正 632串聯(lián)滯后校正 633串聯(lián)滯后-超前校正 64按期望特性進(jìn)行串聯(lián)校正 65應(yīng)用MATLAB進(jìn)行校正設(shè)計(jì) 66案例分析與設(shè)計(jì) 67本章小結(jié) 思考題與習(xí)題 第7章離散控制系統(tǒng) 71離散控制系統(tǒng)的基本概念 72信號的采樣與復(fù)現(xiàn) 721香農(nóng)采樣定理 722零階保持器的原理 73離散控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 731差分方程 732z變換與z反變換 733脈沖傳遞函數(shù)的定義 734開環(huán)系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù) 735閉環(huán)系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù) 74離散系統(tǒng)的性能分析 741離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性條件和 代數(shù)判據(jù) 742離散系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差 743離散系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能 75應(yīng)用MATLAB進(jìn)行離散系統(tǒng)分析 76案例分析與設(shè)計(jì) 77本章小結(jié) 思考題與習(xí)題 第8章現(xiàn)代控制理論初步 81控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述 811狀態(tài)變量和狀態(tài)空間方程 812線性定常連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)空間表 達(dá)式的建立 813狀態(tài)空間表達(dá)式的線性變換 814傳遞函數(shù)與狀態(tài)方程之間 的轉(zhuǎn)換 815狀態(tài)圖 82線性定常系統(tǒng)狀態(tài)方程的解 821線性系統(tǒng)狀態(tài)方程的解 822狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的計(jì)算 83線性定常系統(tǒng)的能控性和能觀性 831能控性 832能觀性 833能控、能觀標(biāo)準(zhǔn)型的線性 變換 834對偶原理 84線性定常系統(tǒng)的極點(diǎn)配置 841狀態(tài)反饋 842狀態(tài)反饋極點(diǎn)配置定理 843求狀態(tài)反饋矩陣K的待定系 數(shù)法 844求狀態(tài)反饋矩陣K的能控標(biāo)準(zhǔn) 型法 85狀態(tài)觀測器 851全維狀態(tài)觀測器 852配置極點(diǎn)求觀測器增益矩陣的 待定系數(shù)法 853配置極點(diǎn)求觀測器增益矩陣的 能觀標(biāo)準(zhǔn)型法 854帶狀態(tài)觀測器的狀態(tài)反饋 系統(tǒng) 86李雅普諾夫穩(wěn)定性分析 861李雅普諾夫關(guān)于穩(wěn)定性 的定義 862李雅普諾夫判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性 的方法 863線性定常系統(tǒng)的李雅普諾夫穩(wěn)定性 分析 87案例分析與設(shè)計(jì) 88本章小結(jié) 思考題與習(xí)題 第9章非線性系統(tǒng)分析 91控制系統(tǒng)的非線性特性 911典型的非線性特性 912非線性系統(tǒng)的特性 913非線性控制系統(tǒng)的分析 研究方法 92相平面法 921相軌跡的基本概念 922相軌跡的基本性質(zhì) 923相軌跡的繪制 924由相平面圖求時(shí)間解 925奇點(diǎn)和極限環(huán) 926非線性控制系統(tǒng)的相平面分析 93描述函數(shù)法 931描述函數(shù)的基本概念 932典型非線性特性的描述函數(shù) 933非線性控制系統(tǒng)的描述 函數(shù)分析 94案例分析與設(shè)計(jì) 95本章小結(jié) 思考題與習(xí)題 附錄 附錄A常見拉普拉斯變換及z變換表 附錄B控制理論中常用的中英文詞組 參考文獻(xiàn)