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第1章　绪论 1

1.1 引言 1

1.2 自动控制的基本控制方式及自动控制系统的组成 2

1.2.1 开环控制 2

1.2.2 闭环控制 3

1.2.3　复合控制 4

1.2.4 自动控制系统的基本组成 5

1.3 自动控制系统的类型 7

1.3.1 按输入信号的运动规律进行分类 7

1.3.2　按系统元件的信号特性或描述系统动态特性的数学模型进行分类 7

习题一 9

第2章　控制系统的数学模型 10

2.1　拉普拉斯变换 10

2.1.1　拉氏变换及其性质 10

2.1.2　拉氏逆变换 18

2.2　微分方程 20

2.2.1 线性单元（泛指元件或系统，下同）的微分方程 20

2.2.2　线性定常微分方程的拉氏变换解法 24

2.2.3　线性系统的重要特性 25

2.3　传递函数 25

2.3.1　传递函数基本概念 25

2.3.2　系统的特征根、极点和零点 27

2.3.3　传递函数的一般表达式 28

2.3.4　基本环节及其传递函数 28

2.4　系统的结构图及其等效变换 33

2.4.1 结构图符号及系统结构图 33

2.4.2　结构图的等效变换 35

习题二 43

第3章　控制系统的时域分析法 46

3.1　控制系统的稳定性分析 46

3.1.1　判定线性系统稳定性的基本准则 46

3.1.2　劳斯稳定性判据 49

3.2　控制系统的瞬态响应分析 54

3.2.1 一阶系统的单位阶跃响应 55

3.2.2　二阶系统的单位阶跃响应 56

3.2.3　系统的瞬态响应性能指标 60

3.2.4　高阶系统单位阶跃响应的一般规律 68

3.3　控制系统的误差分析 71

3.3.1 有关稳态误差的基本概念 72

3.3.2　典型控制信号作用下系统的稳态误差和稳态误差系数 73

3.3.3　有扰动外作用时系统的稳态误差 79

习题三 80

第4章　控制系统的频域分析法 83

4.1　频率特性定义 83

4.2　频率特性几何表示法 86

4.2.1 幅相频率特性图 86

4.2.2　对数频率特性图 97

4.3 闭环系统的频率特性 112

4.3.1 闭环系统的频率特性 112

4.3.2　控制系统频域性能指标 112

4.4　最小相位传递函数与最小相位系统 115

4.5　控制系统稳定性的频域分析法 117

4.5.1 奈奎斯特稳定性判据 117

4.5.2　奈奎斯特稳定性判据的推论 129

4.5.3　系统的相对稳定性 133

4.5.4　高阶系统时域性能指标与频域性能指标间的近似关系 138

习题四 139

第5章　控制系统的综合与校正 143

5.1　系统综合与校正概述 143

5.1.1　系统设计指标 143

5.1.2　系统设计的一般过程和系统校正的基本概念 144

5.2　基本控制规律 146

5.2.1 比例（P）控制律 147

5.2.2　比例微分（PD）控制律 147

5.2.3　积分（I）控制律 148

5.2.4 比例积分（PI）控制律 149

5.2.5 比例积分微分（PID）控制律 150

5.3　串联校正 151

5.3.1 串联超前校正 151

5.3.2 串联滞后校正 158

5.3.3　串联滞后-超前校正 164

5.3.4　串联校正综合法 169

5.4　反馈校正 173

5.4.1　反馈校正作用 173

5.4.2　确定反馈校正装置的综合法 176

5.5　顺馈校正与复合控制系统 180

5.5.1　按输入补偿的复合控制原理 180

5.5.2　按扰动补偿的复合控制原理 182

习题五 183

第6章　离散控制系统 185

6.1 有关离散控制系统的基本概念 185

6.2　信号的采样、保持及转换 187

6.2.1 采样过程 187

6.2.2　采样定理 190

6.2.3　零阶保持器 192

6.2.4　A/D与D/A转换 194

6.3　Z变换及其反变换 195

6.3.1　Z变换 196

6.3.2　Z反变换 206

6.4　离散系统的数学模型 209

6.4.1 差分方程及其解法 209

6.4.2　脉冲传递函数 211

6.5　离散系统的稳定性分析 216

6.5.1 ［s］平面到［z］平面的映射 216

6.5.2　离散系统稳定的充分必要条件 217

6.5.3　W变换及基于W变换的离散系统的稳定性分析 218

6.6　离散系统的稳态误差分析 223

6.6.1 离散系统稳态误差的计算方法 223

6.6.2　离散系统的型别与稳态误差系数 223

6.7　离散系统的瞬态响应分析 225

6.7.1　瞬态响应分析方法 225

6.7.2　采样器和零阶保持器对系统动态性能的影响 227

6.7.3 闭环脉冲传递函数极点分布与系统瞬态响应的关系 229

习题六 232

参考文献 234