第1章 控制系统引论

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引论

自动控制的历史

利用反馈的两个例子

控制工程的实践

现代控制系统的例子

自动装配和机器人

控制系统的发展趋势

工程设计

机电系统

控制系统设计

设计举例：转台速度控制

设计举例：胰岛素注射控制系统

系列设计举例：磁盘驱动器读入系统

练习题

习题

高级习题

设计题

名词和概念

第2章 系统的数学模型

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引言

物理系统的微分方程

物理系统的线性近似

拉普拉斯变换

线性系统的传递函数

框图模型

信号流图模型

控制系统的计算机分析

设计举例

利用MATLAB进行系统仿真

系列设计举例：磁盘驱动器读入系统

小结

练习题

习题

高级习题

设计题

MATLAB题

名词和概念

第3章 状态变量模型

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引言

动态系统的状态变量

状态微分方程

信号流图和框图模型

其他形式的信号流图和框图模型

从状态方程得到传递函数

时间响应和状态转移矩阵

离散时间响应的计算

设计举例：打印机皮带驱动器

利用MATLAB分析状态变量模型

系列设计举例：磁盘驱动器读入系统

小结

练习题

习题

高级习题

设计题

MATLAB题

名词和概念

第4章 反馈控制系统的特性

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开环和闭环控制系统

控制系统对于参数变化的灵敏度

控制系统的暂态响应控制

反馈控制系统中的扰动信号

稳态误差

反馈代价

设计实例：英吉利海峡隧道掘进机

设计实例：火星探测车

使用MATLAB分析控制系统特性

系列设计举例：磁盘驱动器读入系统

小结

练习题

习题

高级习题

设计题

MATLAB题

名词和概念

第5章 反馈控制系统的性能

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引论

测试输入信号

二阶系统的性能

附加零极点对二阶系统响应的影响

阻尼系数的估算

s平面上根的位置与暂态响应

反馈控制系统的稳态误差

非单位反馈系统的稳态误差

性能指标

线性系统的简化

设计实例：哈勃望远镜指向系统

利用MATLAB和Simulink分析系统性能

系列设计举例：磁盘驱动器读入系统

小结

练习题

习题

高级习题

设计题

MATLAB题

名词和概念

第6章 线性反馈系统的稳定性

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稳定性的概念

Routh-Hurwitz稳定性判据

反馈控制系统的相对稳定性

状态变量系统的稳定性

设计实例：漫游车转向控制

应用MATLAB分析系统稳定性

系列设计举例：磁盘驱动器读入系统

小结

练习题

习题

高级习题

设计题

MATLAB题

名词和概念

第7章 根轨迹方法

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引论

根轨迹的概念

画出根轨迹的步骤

一个应用根轨迹法进行控制系统分析和设计的例子

应用根轨迹法进行参数设计

灵敏度与根轨迹

三项（PID）控制器

设计实例：激光操作器控制系统

机器人控制系统的设计

应用MATLAB分析根轨迹

系列设计举例：磁盘驱动器读入系统

小结

练习题

习题

高级习题

设计题

MATLAB题

名词和概念

第8章 频率响应法

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引论

频率响应图

绘制Bode图举例

频率响应的测量

频域性能指标

对数幅相图

设计举例：雕刻机的控制系统

使用MATLAB的频率响应方法

系列设计举例：磁盘驱动器读入系统

小结

练习题

习题

高级习题

设计题

MATLAB题

名词和概念

第9章 频域稳定性

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引论

s平面上的围道映射

Nyquist判据

相对稳定性与Nyquist判据

在频域中给定时域性能指标

系统带宽

时滞控制系统的稳定性

设计举例：遥控侦察车

频域中的PID控制器

利用MATLAB分析频域稳定性

系列设计举例：磁盘驱动器读入系统

小结

练习题

习题

高级习题

设计题

MATLAB题

名词和概念

第10章 反馈控制系统的设计

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引论

系统设计方法

串联校正网络

用Bode图进行超前校正设计

用根轨迹进行超前校正设计

用积分网络进行系统设计

用根轨迹进行滞后校正设计

用Bode图进行滞后校正设计

用解析和计算机方法在Bode图上进行系统设计

带有前置滤波的系统

最小拍响应设计

设计举例：转子绕线控制系统

设计举例：X——Y绘图仪

利用MATLAB设计系统

系列设计举例：磁盘驱动器读入系统

小结

练习题

习题

高级习题

设计题

MATLAB题

名词和概念

第11章 状态变

反馈系统的设计

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引论

能控性

能观性

全状态反馈设计

Ackermann公式

观测器设计

校正装置设计：全状态反馈和观测器的集成

参考输入

最优控制系统

内模设计

设计举例：自动测试系统

利用MATLAB的状态变量设计

系列设计举例：磁盘驱动器读入系统

小结

练习题

习题

高级习题

设计题

MATLAB题

名词和概念

第12章 鲁棒控制系统

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引论

鲁棒控制系统与系统灵敏度

鲁棒性分析

带有不确定参数的系统

鲁棒控制系统设计

PID控制器

鲁棒PID控制系统设计

设计举例：飞机自动驾驶仪

太空望远镜控制系统设计

鲁棒丝筒驱动设计

鲁棒内模控制系统

超高精度钻石切削机的设计

准定量反馈系统

利用MATLAB的鲁棒控制系统设计

系列设计举例：磁盘驱动器读入系统

小结

练习题

习题

高级习题

设计题

MATLAB题

名词和概念

第13章 数字控制系统

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引论

数字计算机控制系统的应用

采样数据系统

z变换

闭环反馈采样数据系统

z平面中的稳定性分析

二阶采样数据系统的性能

用数字计算机进行闭环系统校正

工作台运动控制系统的设计

数字控制系统的根轨迹

数字控制器的实现

利用MATLAB的数字控制系统

系列设计举例：磁盘驱动器读入系统

小结

练习题

习题

高级习题

设计题

MATLAB题

名词和概念