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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27

2.5 线性定常系统数学模型的MATLAB实现30

小结32

习题32

第三章 线性系统的时域分析法36

3.1 动态和稳态性能指标36

3.2 一阶系统的时域分析40

3.3 二阶系统的时域分析42

3.4 高阶系统的时域分析50

3.5 线性系统的稳定性分析51

3.6 控制系统的稳态误差55

3.7 基于MATLAB的线性系统时域分析59

小结61

习题62

第四章 根轨迹法65

4.1 根轨迹的基本概念65

4.2 根轨迹的绘制66

4.3 广义根轨迹72

4.4 附加开环零点和极点对根轨迹的影响74

4.5 系统性能的分析77

小结78

习题79

第五章 频率响应法81

5.1 频率特性81

5.2 典型环节的频率特性85

5.3 控制系统开环频率特性曲线的绘制93

5.4 频域稳定性判据102

5.5 稳定裕度109

5.6 闭环系统的频域性能指标113

5.7 频率特性的试验确定方法115

小结118

习题119

第六章 线性系统的校正方法123

6.1 校正的基本概念123

6.2 线性系统的基本控制规律124

6.3 常用校正装置及其特性128

6.4 串联校正133

6.5 反馈校正140

6.6 复合校正142

小结144

习题144

第七章 线性离散系统分析与设计148

7.1 引言148

7.2 信号的采样与保持149

7.3 Z变换理论152

7.4 脉冲传递函数159

7.5 离散控制系统的性能与分析164

小结172

习题172

第八章 非线性控制系统分析174

8.1 非线性控制系统概述174

8.2 相平面分析法177

8.3 描述函数法194

小结202

习题202

第九章 线性系统的状态空间描述与分析206

9.1 状态空间描述的基本概念206

9.2 状态空间表达式的建立210

9.3 线性定常系统的响应222

9.4 状态转移矩阵224

9.5 线性离散系统的响应228

9.6 可控性和可观性232

9.7 线性定常系统的线性变换239

9.8 对偶原理244

9.9 线性定常系统的结构分解245

9.10 线性系统状态空间描述的MATLAB实现247

小结250

习题250

第十章 线性反馈系统的时间域综合255

10.1 输出反馈与状态反馈255

10.2 极点配置问题256

10.3 状态重构与状态观测器设计259

10.4 最优控制问题概论266

10.5 MATLAB在线性反馈系统时间域综合中的应用267

小结270

习题271

第十一章 李亚普诺夫稳定性分析273

11.1 李亚普诺夫关于稳定性的定义273

11.2 李亚普诺夫第一方法274

11.3 李亚普诺夫第二方法275

11.4 线性定常系统的李亚普诺夫稳定性分析278

小结281

习题281

第十二章 控制系统设计实例分析283

12.1 火炮稳定器的设计283

12.2 船舶自动驾驶仪的设计285

12.3 磁盘读写头的控制286

12.4 倒立摆控制系统的设计289

小结292

附录 常用函数的拉氏变换和Z变换对照表293

主要参考文献294