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第一章 绪论 1

1.1 自动控制系统简介 1

1.2 自动控制系统分类 3

1.3 自动控制理论的发展历史 5

1.4工程控制问题的基本要求 6

小结 7

习题 7

第二章 线性系统的数学描述 9

2.1线性系统的时域数学模型 9

2.2传递函数 12

2.3结构图 18

2.4信号流图 26

2.5线性系统的状态空间描述 30

2.6线性定常系统数学模型的MATLAB实现 37

小结 40

习题 40

第三章 线性系统的时域分析法 44

3.1动态和稳态性能指标 44

3.2一阶系统的时域分析 47

3.3二阶系统的时域分析 50

3.4高阶系统的时域分析 58

3.5线性系统的稳定性分析 59

3.6控制系统的稳态误差 63

3.7基于MATLAB的线性系统时域分析 67

习题 70

小结 70

第四章 根轨迹法 73

4.1根轨迹的基本概念 73

4.2根轨迹的绘制 74

4.3系统性能的分析 81

小结 82

习题 82

第五章 频率响应法 84

5.1频率特性 84

5.2典型环节的频率特性 88

5.3控制系统开环频率特性曲线的绘制 96

5.4频域稳定性判据 105

5.5稳定裕度 112

5.6闭环系统的频域性能指标 116

5.7频率特性的试验确定方法 118

小结 122

习题 122

第六章 线性系统的校正方法 126

6.1校正的基本概念 126

6.2线性系统的基本控制规律 127

6.3常用校正装置及其特性 130

6.4 串联校正 135

6.5反馈校正 142

6.6复合校正 144

习题 146

小结 146

第七章 数字控制系统分析基础 150

7.1 引言 150

7.2信号的采样与保持 151

7.3 Z变换理论 154

7.4脉冲传递函数 161

7.5数字控制系统的性能与控制 165

小结 173

习题 174

第八章 非线性控制系统分析 176

8.1非线性控制系统概述 176

8.2相平面分析法 179

8.3描述函数法 196

小结 204

习题 205

第九章 状态空间系统响应、可控性与可观性 209

9.1线性定常系统的响应 209

9.2状态转移矩阵 211

9.3线性离散系统的响应 216

9.4可控性和可观性 220

9.5线性定常系统的线性变换 224

9.6对偶原理 227

9.7线性定常系统的结构分解 228

9.8 矩阵处理的MATLAB实现 231

小结 232

习题 233

第十章 线性反馈系统的时间域综合 237

10.1输出反馈与状态反馈 237

10.2极点配置问题 238

10.3状态重构与状态观测器设计 241

10.4最优控制问题概论 248

10.5 MATLAB在线性反馈系统时间域综合中的应用 250

小结 252

习题 253

第十一章 李亚普诺夫稳定性分析 255

11.1李亚普诺夫关于稳定性的定义 255

11.2李亚普诺夫第一方法 256

11.3李亚普诺夫第二方法 257

11.4线性定常系统的李亚普诺夫稳定性分析 260

小结 263

习题 263

第十二章 控制系统设计实例分析 265

12.1火炮稳定器的设计 265

12.2船舶自动驾驶仪的设计 267

12.3磁盘读写头的控制 268

12.4倒立摆控制系统的设计 271

小结 274

附录 常用函数的拉氏变换和Z变换对照表 275

主要参考文献 276