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第一章 绪论1

1.1 自动控制系统简介1

1.2 自动控制系统分类3

1.3 自动控制理论的发展历史5

1.4 工程控制问题的基本要求6

小结7

习题7

第二章 线性系统的数学描述8

2.1 线性系统的时域数学模型8

2.2 传递函数11

2.3 结构图17

2.4 信号流图25

2.5 线性定常系统数学模型的MATLAB实现29

小结31

习题31

第三章 线性系统的时域分析法34

3.1 动态和稳态性能指标34

3.2 一阶系统的时域分析38

3.3 二阶系统的时域分析40

3.4 高阶系统的时域分析48

3.5 线性系统的稳定性分析49

3.6 控制系统的稳态误差53

3.7 基于MATLAB的线性系统时域分析57

小结59

习题60

第四章 根轨迹法63

4.1 根轨迹的基本概念63

4.2 根轨迹的绘制64

4.3 系统性能的分析70

小结71

习题72

第五章 频率响应法74

5.1 频率特性74

5.2 典型环节的频率特性78

5.3 控制系统开环频率特性曲线的绘制86

5.4 频域稳定性判据95

5.5 稳定裕度102

5.6 闭环系统的频域性能指标106

5.7 频率特性的试验确定方法108

小结112

习题112

第六章 线性系统的校正方法116

6.1 校正的基本概念116

6.2 线性系统的基本控制规律117

6.3 常用校正装置及其特性121

6.4 串联校正126

6.5 反馈校正133

6.6 复合校正135

小结137

习题137

第七章 数字控制系统分析基础141

7.1 引言141

7.2 信号的采样与保持142

7.3 Z变换理论145

7.4 脉冲传递函数152

7.5 数字控制系统的性能与控制156

小结164

习题165

第八章 非线性控制系统分析167

8.1 非线性控制系统概述167

8.2 相平面分析法170

8.3 描述函数法187

小结195

习题195

第九章 线性系统的状态空间描述与分析200

9.1 状态空间描述的基本概念200

9.2 状态空间表达式的建立204

9.3 线性定常系统的响应216

9.4 状态转移矩阵218

9.5 线性离散系统的响应222

9.6 可控性和可观性226

9.7 线性定常系统的线性变换233

9.8 对偶原理238

9.9 线性定常系统的结构分解239

9.10 线性系统状态空间描述的MATLAB实现241

小结244

习题244

第十章 线性反馈系统的时间域综合249

10.1 输出反馈与状态反馈249

10.2 极点配置问题250

10.3 状态重构与状态观测器设计253

10.4 最优控制问题概论260

10.5 MATLAB在线性反馈系统时间域综合中的应用261

小结264

习题265

第十一章 李亚普诺夫稳定性分析267

11.1 李亚普诺夫关于稳定性的定义267

11.2 李亚普诺夫第一方法268

11.3 李亚普诺夫第二方法269

11.4 线性定常系统的李亚普诺夫稳定性分析272

小结275

习题275

第十二章 控制系统设计实例分析277

12.1 火炮稳定器的设计277

12.2 船舶自动驾驶仪的设计279

12.3 磁盘读写头的控制280

12.4 倒立摆控制系统的设计283

小结286

附录 常用函数的拉氏变换和Z变换对照表287

主要参考文献288