第1章 绪论.1
1.1 控制系统的一般概念3
1.1.1 人工控制系统与自动控制系统3
1.1.2 开环控制与闭环控制4
1.1.3 自动控制系统举例5
1.1.4 对控制系统的性能要求6
1.2 控制系统的分类8
第2章 时域分析9
2.1 控制系统的数学模型9
2.1.1 引言9
2.1.2 微分方程与传递函数9
2.1.3 传递函数与瞬态响应的关系11
2.1.4 方框图12
2.2 瞬态响应与瞬态性能指标15
2.2.1 一阶系统的时域分析17
2.2.2 二阶系统的时域分析18
2.2.3 三阶系统的时域分析28
2.2.4 附加闭环零点对系统性能的影响29
2.2.5 高阶系统的分析34
2.3 稳定性分析36
2.3.1 稳定性的基本概念36
2.3.2 劳斯稳定判据37
2.4 稳态误差分析41
2.4.1 稳态误差的计算43
2.4.2 减小稳态误差的方法44
习题45
第3章 根轨迹法48
3.1 根轨迹及根轨迹方程48
3.1.1 根轨迹48
3.1.2 根轨迹的解析求法49
3.1.3 根轨迹方程及其辐角条件和幅值条件50
3.2 绘制根轨迹图的基本规则55
3.2.1 根轨迹的对称性55
3.2.2 根轨迹的起始点和终止点56
3.2.3 根轨迹的条数56
3.2.4 根轨迹在实轴上的分布规律56
3.2.5 根轨迹的渐近线57
3.2.6 实轴上根轨迹的分离点与会合点58
3.2.7 根轨迹的起始角和终止角61
3.2.8 根轨迹的分离角和会合角64
3.2.9 根轨迹与虚轴的交点64
3.2.1 0闭环特征方程根之和与根之积65
3.2.1 1绘制根轨迹举例65
3.3 控制系统的根轨迹分析69
3.3.1 闭环零极点分布对系统性能的影响69
3.3.2 根据闭环零极点分布求动态响应71
3.3.3 开环零极点分布对根轨迹图的影响73
习题75
第4章 频域分析79
4.1 基本环节的频率特性79
4.1.1 频率特性及其表示方法79
4.1.2 典型环节的频率特性82
4.2 开环系统的频率特性89
4.2.1 奈奎斯特图89
4.2.2 波德图91
4.2.3 由实验确定系统频率特性的传递函数93
4.3 奈奎斯特稳定判据95
4.4 稳定裕量102
4.5 闭环系统的频率特性106
4.5.1 闭环频率特性的特征106
4.5.2 闭环与开环频域指标的关系..1 09
4.5.3 开环频率特性对闭环性能的影响110
4.5.4 频率特性与稳态误差110
4.6 控制系统的校正方法111
4.6.1 校正的基本概念111
4.6.2 串联校正113
4.6.3 反馈（并联）校正124
习题125
第5章 采样控制系统131
5.1 信号的采样和恢复132
5.1.1 采样过程132
5.1.2 采样定理133
5.1.3 信号的恢复135
5.2 z变换138
5.2.1 z变换的定义139
5.2.2 z变换的重要性质141
5.2.3 z反变换143
5.3 脉冲传递函数146
5.3.1 脉冲传递函数的定义146
5.3.2 开环采样系统（或环节）的脉冲传递函数148
5.3.3 闭环采样系统的脉冲传递函数150
5.4 稳定性分析153
5.4.1 s平面轨迹在z平面的映像153
5.4.2 稳定的充分必要条件154
5.4.3 w平面的劳斯稳定判据155
5.5 稳态误差分析157
5.5.1 稳态误差的概念157
5.5.2 稳态误差的计算158
5.6 瞬态特性分析160
5.6.1 采样系统的时域解160
5.6.2 闭环极点位置与瞬态响应的关系162
5.7 采样系统的校正164
习题169
第6章 状态空间分析和设计172
6.1 状态空间模型173
6.1.1 基本概念173
6.1.2 状态方程和输出方程175
6.1.3 传递函数矩阵180
6.1.4 状态方程与传递函数的关系182
6.2 状态方程求解185
6.2.1 频域解法185
6.2.2 时域解法188
6.2.3 状态转移矩阵190
6.2.4 输出方程求解192
6.3 系统的可控性与可观测性195
6.3.1 稳定性195
6.3.2 可控性198
6.3.3 可观测性202
6.4 线性变换与标准型205
6.4.1 线性变换205
6.4.2 特征值的不变性207
6.4.3 标准型208
6.5 极点配置与状态观测器215
6.5.1 状态反馈215
6.5.2 极点配置216
6.5.3 状态观测器222
6.6 采样系统的状态空间与连续状态方程的离散化228
6.6.1 采样系统的状态空间表达式228
6.6.2 采样系统状态方程求解230
6.6.3 可控性与可观测性232
6.6.4 连续状态方程的离散化233
习题235
参考文献240
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