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第一章 基本概念及基本任务 1

1.引论 1

2.基本概念 2

3.基本任务 5

第二章 信号及其数学描述——信号模型 7

1.信号的一般特性 7

2.信号分类 8

3.确定性信号的数学描述方法 9

3.1 在时域内描述模拟信号 9

3.1.1 解析表示 9

3.1.2 通过脉冲序列描述信号 10

3.2 在频域内描述模拟信号 11

3.2.1 简谐信号的描述 11

3.2.2 用傅立叶级数描述周期信号 14

3.2.3 通过傅立叶变换描述信号 18

3.2.4 δ-函数及其傅立叶变换 20

3.2.5 通过拉普拉斯变换描述信号 22

4.随机信号的数学描述方法 24

4.1 幅度域内的特征量及特征函数 25

4.1.1 幅度域内的特征量 25

4.1.2 幅度域内的特征函数 26

4.2 时间域内的特征函数 28

4.2.1 自相关函数和自协方差函数 28

4.2.2 特征函数的性质 29

4.3 频率域内的特征函数 31

4.3.1 自功率谱密度函数 31

4.3.2 自功率谱密度函数的性质和示例 31

4.4 窄带和宽带随机过程及白噪声 32

4.5 功率谱密度的实际获得 34

5.1 真实信号 35

5.2 信号描述方法的适用范围 35

5.信号描述方法的实际应用 35

第三章 动态系统及其数学描述——过程模型 37

1.模型概念及模型类型 37

1.1 模型概念 37

1.2 过程模型的分类 37

2.对过程模型的要求 38

2.1 过程模型的精度要求 38

2.2 建模工作量与模型应用的关系 38

3.1.1 微分方程 39

3.1.2 响应函数 39

3.1 在时间域内的描述方法 39

3.系统的数学描述方法 39

3.2 在频率域内的描述方法 40

3.2.1 频率特性函数 40

3.2.2 传递函数 41

3.2.3 描述函数 41

4.建模方法 43

4.1 演释法建模 43

4.2　实验建模——系统识别 46

4.3 理论模型与经验模型的不同特性 46

第四章 线性系统 48

1.线性化方法 48

1.1 小偏差方法 48

1.2 调谐的线性化 49

2.线性系统的数学描述 49

2.1.2 响应函数 50

2.1 在时域内描述线性时不变系统 50

2.1.1 微分方程 50

2.2 在频域内描述线性时不变系统 52

2.2.1 传递函数及频率特性函数 52

2.2.2 传递函数的基本特性 53

2.3 一种描述方法向另一种描述方法的转换 54

3.由系统环节确定系统传递函数 55

3.1 线性系统的基本环节及基本线路 56

3.2 计算基本线路的传递特性 56

3.2.1 描述类型:微分方程 57

3.2.2 描述类型:传递函数及频率特性函数 57

3.2.3 描述类型:响应函数 59

3.2.4 描述类型:极-零位分布 60

4.2 频率保持原理 62

4.1 迭加原理 62

4.线性系统的一般特性 62

4.3 系统结构特性及结构转化法则 63

5.线性系统的动态特性 65

5.1 稳态特性 65

5.2 固有特性 66

5.3 稳定性 68

5.4 强迫振动的瞬态特性和稳态特性 70

5.5 频谱特性 72

6.线性系统的典型环节 73

6.1 线性环节 75

6.2 典型的线性系统块 77

6.2.1 一阶延迟环节(PT1环节) 79

6.2.2 二阶延迟环节(PT2环节) 81

6.2.3 高阶延迟环节(PTn环节) 83

6.2.4 时滞环节 85

6.2.5 超前环节 87

7.线性系统传递特性的调整 90

7.1 通过改变参数调整传递特性 91

7.2 通过补充结构调整系统传递特性 92

第五章 系统动力学基本问题的解 94

1.系统分析 94

1.1 任务的提出以及解题准备 94

1.2 解题方法 95

1.2.1 确定性信号 95

1.2.2 随机信号 100

2.2.1 直接系统综合 102

2.2 解题准备及解题方法 102

2.1 任务的提出 102

2.系统综合 102

2.2.2 间接系统综合 104

3.系统识别 106

3.1 系统识别方法概述 106

3.2 系统识别的工作过程 107

3.3 试验信号的选择 108

3.4 信号处理 109

3.4.1 开环识别时的信号处理 110

3.4.2 闭环识别时的信号处理 113

附录 115

附录1.常用函数的傅立叶变换 115

附录2.拉普拉斯运算规则 116

附录3.常用函数的拉普拉斯变换 116

主要参考文献 118