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第1章 自动控制系统的一般概念 1

1.1 自动控制理论的发展及应用 1

1.2 自动控制与自动控制系统 2

1.3 自动控制系统的分类 5

1.4 开环控制与闭环控制 6

1.5 对自动控制系统的基本要求 9

习题1 10

第2章 自动控制系统的数学模型 12

2.1 自动控制系统微分方程模型的建立 12

2.2 非线性微分方程的线性化 15

2.3 传递函数 16

2.4 自动控制系统结构图及其等效变换 23

2.5 典型闭环系统的传递函数 31

2.6 信号流图和梅森增益公式 33

2.7 基于MATLAB的控制系统数学模型 36

习题2 39

第3章 自动控制系统的时域分析法 43

3.1 自动控制系统的时域性能指标 43

3.2 线性系统的稳定性与稳定判据 47

3.3 线性系统的稳态误差 52

3.4 一阶系统的时域分析 59

3.5 二阶系统的时域分析 61

3.6 高阶系统的时域分析 73

3.7 基于MATLAB的自动控制系统时域分析 75

习题3 78

第4章 自动控制系统的根轨迹分析法 83

4.1 根轨迹的基本概念 83

4.2 绘制根轨迹的规则 87

4.3 广义根轨迹 97

4.4 用根轨迹分析系统性能 100

4.5 基于MATLAB的根轨迹分析 106

习题4 108

第5章 自动控制系统的频域分析法 113

5.1 频率特性 113

5.2 典型环节的频率特性 116

5.3 开环系统频率特性的绘制 125

5.4 频率域稳定判据 130

5.5 自动控制系统相对稳定性分析 137

5.6 频域性能指标与时域性能指标的关系 139

5.7 利用MATLAB绘制系统的频率特性 143

习题5 146

第6章 自动控制系统的校正 150

6.1 自动控制系统校正的性能指标 150

6.2 基于频域分析法的串联校正 151

6.3 基于根轨迹分析法的串联校正 161

6.4 PID控制 167

6.5 反馈校正 171

6.6 复合校正 172

6.7 应用MATLAB进行校正设计 175

习题6 178

第7章 离散控制系统的分析与校正 181

7.1 离散控制系统的结构 181

7.2 信号的采样和保持 182

7.3 z变换与z反变换 187

7.4 脉冲传递函数 192

7.5 离散系统的性能分析 198

7.6 离散系统的数字校正 205

7.7 离散系统的MATLAB分析与仿真 208

习题7 209

第8章 非线性控制系统 212

8.1 非线性问题概述 212

8.2 典型非线性环节特性 214

8.3 描述函数法 216

8.4 用描述函数法分析非线性控制系统 222

8.5 相平面法 226

8.6 非线性系统的相平面分析 233

8.7 基于MATLAB的非线性控制系统分析 239

习题8 241

第9章 自动状态空间分析方法 244

9.1 自动控制系统的状态空间描述 244

9.2 传递函数与状态空间模型 248

9.3 线性定常系统状态方程的解 257

9.4 线性定常离散系统的状态空间描述 264

9.5 线性定常系统的能控性和能观性 267

9.6 李雅普诺夫稳定性分析 279

9.7 线性定常系统的状态反馈和极点配置 284

9.8 状态观测器及其应用 289

9.9 MATLAB在状态空间分析中的应用 295

习题9 299

附录 拉普拉斯变换 303

参考文献 308