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1.绪论 1

1.1概述 1

1.2自动控制理论的内容 2

1.3自动控制系统的分类 3

1.4反馈控制系统的基本组成 5

1.5对控制系统的基本要求 6

1.6控制系统常用的典型测试信号 7

2.控制系统的数学模型 10

2.1系统微分方程式的建立 10

2.2传递函数 11

2.3方块图 14

2.4信号流图 19

2.5机械系统的数学模型 27

2.6齿轮组，传动皮带 30

2.7检测元件 32

2.8执行电机 35

2.9典型位置随动系统的数学模型 40

2.10控制系统举例 41

2.11在MATLAB中系统数学模型的表示 45

3.控制系统的时域分析 50

3.1引言 50

3.2稳定性的基本概念 50

3.3劳斯判据 52

3.4用MATLAB求根进行系统稳定性分析 57

3.5控制系统的稳态误差 60

3.6动态误差系数与误差级数 68

3.7用MATLAB进行系统稳态误差分析 72

3.8控制系统动态响应指标及线性定常系统动态响应的重要性质 73

3.9二阶系统及高阶系统的动态响应 77

3.10利用MATLAB进行系统动态特性分析 88

4.根轨迹法 95

4.1根轨迹定义与幅相条件 95

4.2全根轨迹的绘制 98

4.3用MATLAB绘制系统根轨迹 107

4.4开环零极点的增加及移动对根轨迹的影响 109

4.5广义根轨迹 113

4.6用MATLAB绘制广义根轨迹及进行系统分析、设计 116

5.频率响应法 118

5.1频率特性的定义与性质 118

5.2系统的开环频率特性图 119

5.3用MATLAB绘制系统频率特性图 133

5. 4稳定性分析——奈魁斯特（Nyquist）稳定性判据 136

5. 5稳态性能分析 146

5.6动态性能分析 147

5.7闭环频率特性与尼柯尔斯图 154

5.8利用MATLAB进行系统频域分析 159

5.9频率特性的测试和传递函数的求取 162

5.10灵敏度分析 163

6.控制系统设计 167

6.1控制系统设计的一般步骤 167

6.2经典理论中设计控制系统的一般方法 168

6.3相位超前校正 170

6.4相位滞后校正 179

6.5相位超前-滞后校正 184

6.6 T型网络校正 192

6.7并联校正（局部反馈校正） 196

6.8比例加微分控制 200

6.9比例加积分控制 203

6.10 PID控制 204

6.11前馈控制 205

6.12有源校正与综合设计法 206

6.13用MATLAB进行系统设计 208

7非线性反馈控制系统 214

7. 1非线性系统的基本概念及特点 214

7.2典型非线性静特性 215

7.3描述函数法 217

7.4相平面法 234

7.5时间最优控制系统 254

8.采样控制系统 259

8.1引言 259

8.2采样过程和采样定理 262

8.3信号的复现 264

8.4 z-变换及脉冲传递函数 267

8.5 采样系统的性能分析 276

8.6采样控制系统的设计 294

习题 305

附录 342

附录1 ξ-σp数值关系表 342

附录2常见系统的根轨迹 343

附录3常见一阶环节频率特性 344

附录4常见校正装置 345

附录5齿隙描述函数的幅值特性数值表 349

附录6拉氏变换及z-变换定理 350

附录7拉氏变换及z-变换表 353

附录8 MATLAB使用参考 355