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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9

2.1线性系统的时域数学模型9

2.2传递函数12

2.3结构图18

2.4信号流图26

2.5线性系统的状态空间描述30

2.6线性定常系统数学模型的MATLAB实现37

小结40

习题40

第三章 线性系统的时域分析法44

3.1动态和稳态性能指标44

3.2一阶系统的时域分析47

3.3二阶系统的时域分析50

3.4高阶系统的时域分析58

3.5线性系统的稳定性分析59

3.6控制系统的稳态误差63

3.7基于MATLAB的线性系统时域分析67

习题70

小结70

第四章 根轨迹法73

4.1根轨迹的基本概念73

4.2根轨迹的绘制74

4.3系统性能的分析81

小结82

习题82

第五章 频率响应法84

5.1频率特性84

5.2典型环节的频率特性88

5.3控制系统开环频率特性曲线的绘制96

5.4频域稳定性判据105

5.5稳定裕度112

5.6闭环系统的频域性能指标116

5.7频率特性的试验确定方法118

小结122

习题122

第六章 线性系统的校正方法126

6.1校正的基本概念126

6.2线性系统的基本控制规律127

6.3常用校正装置及其特性130

6.4 串联校正135

6.5反馈校正142

6.6复合校正144

习题146

小结146

第七章 数字控制系统分析基础150

7.1 引言150

7.2信号的采样与保持151

7.3 Z变换理论154

7.4脉冲传递函数161

7.5数字控制系统的性能与控制165

小结173

习题174

第八章 非线性控制系统分析176

8.1非线性控制系统概述176

8.2相平面分析法179

8.3描述函数法196

小结204

习题205

第九章 状态空间系统响应、可控性与可观性209

9.1线性定常系统的响应209

9.2状态转移矩阵211

9.3线性离散系统的响应216

9.4可控性和可观性220

9.5线性定常系统的线性变换224

9.6对偶原理227

9.7线性定常系统的结构分解228

9.8 矩阵处理的MATLAB实现231

小结232

习题233

第十章 线性反馈系统的时间域综合237

10.1输出反馈与状态反馈237

10.2极点配置问题238

10.3状态重构与状态观测器设计241

10.4最优控制问题概论248

10.5 MATLAB在线性反馈系统时间域综合中的应用250

小结252

习题253

第十一章 李亚普诺夫稳定性分析255

11.1李亚普诺夫关于稳定性的定义255

11.2李亚普诺夫第一方法256

11.3李亚普诺夫第二方法257

11.4线性定常系统的李亚普诺夫稳定性分析260

小结263

习题263

第十二章 控制系统设计实例分析265

12.1火炮稳定器的设计265

12.2船舶自动驾驶仪的设计267

12.3磁盘读写头的控制268

12.4倒立摆控制系统的设计271

小结274

附录 常用函数的拉氏变换和Z变换对照表275

主要参考文献276