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第1章 自动控制系统的基本概念1

1.1 自动控制系统及其作用1

1.2 开环控制系统和闭环控制系统2

1.3 控制系统的构成5

1.4 自动控制系统的分类和应用6

1.5 自动控制理论发展简史9

1.6 自动控制系统的分析和设计与本书的主要内容11

小结12

习题13

2.1 引言15

第2章 物理系统的数学模型15

2.2 系统的微分方程模型16

2.3 非线性系统微分方程模型的线性化19

2.4 传递函数22

2.5 系统的结构图及其等效变换28

2.6 自动控制系统的传递函数36

2.7 信号流图39

小结43

习题44

第3章 系统的时间响应49

3.1 引言49

3.2 系统的极点零点和自然响应49

3.3 标准二阶系统的时间响应 以极点表示的性能指标54

3.4 增加零点和极点的影响59

小结63

习题64

第4章 系统的反馈控制及其特性67

4.1 引言67

4.2 反馈的作用68

4.3 反馈控制系统的指标73

4.4 系统稳定性的概念 渐近稳定性和BIBO稳定性75

4.5 劳斯稳定判据77

4.6 稳态误差和系统的类型82

4.7 反馈控制作用的类型89

4.8 灵敏度函数和控制性能93

小结95

习题97

第5章 根轨迹设计方法101

5.1 引言101

5.2 根轨迹的基本概念102

5.3 根轨迹的作图107

5.4 根轨迹作图方法的扩展119

5.5 由根轨迹选择增益125

5.6 串联超前和滞后校正128

5.7 反馈校正134

小结141

习题143

第6章 频率响应设计方法148

6.1 频率响应的基本概念和表示方法148

6.2 典型环节的频率特性152

6.3 系统开环频率特性的绘制161

6.4 用频率法分析控制系统的稳定性168

6.5 系统瞬态特性和开环频率特性的关系179

6.6 闭环系统频率特性185

6.7 系统瞬态特性和闭环频率特性的关系189

6.8 串联校正191

6.9 反馈校正205

6.10 前馈校正207

小结210

习题212

第7章 数字控制系统216

7.1 引言216

7.2 数字控制系统的构成217

7.3 数字计算机的数学模型219

7.4 脉冲传递函数223

7.5 采样数据系统的结构图分析227

7.6 自然响应和稳定性233

7.7 终值定理和系统的稳态误差242

7.8 数字控制器的连续设计法243

7.9 数字控制器的离散设计法252

7.10 数字控制器的直接设计法266

小结271

习题273

第8章 非线性控制系统279

8.1 非线性特性与非线性系统279

8.2 相平面法的基本概念和奇点283

8.3 相轨迹图的绘制285

8.4 非线性系统的稳定性288

8.5 非线性系统的相平面分析293

8.6 描述函数法的基本概念299

8.7 描述函数的推导301

8.8 非线性系统的描述函数分析308

8.9 Popov稳定判据313

小结316

习题318

附录321

附录A 控制系统设计步骤和实例研究321

A.1 控制系统设计步骤321

A.2 控制系统设计实例研究324

附录B 拉普拉斯变换的性质和拉普拉斯变换表329

附录C z变换的性质和z变换表331

附录D MATLAB指令333

参考文献336