第1章 绪论

1.1概述

1.2自动控制系统的结构原理及基本要求

1.2.1自动控制系统的结构原理

1.2.2控制系统的基本要求

1.2.3离散控制系统的组成

1.3控制系统的分类和特点

1.3.1控制系统按照控制方式的分类

1.3.2控制系统按照控制规律分类

1.4控制系统的发展概况和展望

习题

第2章 连续控制系统的机理建模

2.1概述

2.1.1控制系统的数学模型

2.1.2系统的建模

2.1.3机理建模的模型形式

2.2控制系统的微分方程描述

2.2.1系统微分方程的建立步骤

2.2.2建立系统微分方程举例

2.3控制系统的框图和传递函数

2.3.1基本概念

2.3.2系统框图的建立

2.3.3梅森公式

2.3.4系统传递函数的获取

2.3.5典型系统的框图及传递函数

2.4控制系统的状态空间描述

2.4.1基本概念

2.4.2状态空间方程的建立

2.4.3状态空间方程的一般形式

2.5各种模型间的转换

2.5.1状态空间方程的框图表示

2.5.2状态空间方程和传递矩阵

2.6非线性系统的偏微线性化

2.6.1非线性因素和偏微线性化

2.6.2非线性方程的线性化

2.6.3例题

2.7 MATLAB在建模中的应用

习题

第3章 控制系统的稳定性

3.1稳定性的概念

3.1.1研究系统稳定性的意义

3.1.2稳定性的定义

3.2系统稳定性的判定

3.2.1闭环极点和稳定性的关系

3.2.2劳斯判据

3.2.3奈奎斯特判据

3.2.4系统稳定性的改进

3.3系统稳定性的MATLAB仿真

习题

第4章 连续控制系统的时域分析

4.1典型输入信号及动态性能指标

4.1.1典型输入信号

4.1.2时域动态指标

4.2一阶系统动态分析

4.2.1一阶系统的数学模型

4.2.2一阶系统的单位阶跃响应

4.2.3一阶系统的单位脉冲响应

4.2.4一阶系统的单位斜坡响应

4.3二阶系统的动态分析

4.3.1典型二阶系统的模型

4.3.2典型二阶系统的单位阶跃响应

4.3.3典型二阶系统的动态指标

4.4高阶系统及二阶近似

4.4.1高阶系统的单位阶跃响应

4.4.2闭环主导极点

4.4.3高阶系统的二阶近似

4.5控制系统的稳态误差

4.5.1误差的定义

4.5.2误差传递函数

4.5.3误差的计算

4.6系统性能的MATLAB仿真

习题

第5章 频率特性法

5.1频率特性与频率特性法

5.1.1线性系统的频率响应

5.1.2基本概念

5.1.3频率特性法及其特点

5.2基本环节的频率特性

5.2.1比例环节

5.2.2惯性环节

5.2.3积分环节

5.2.4二阶振荡环节

5.2.5由对称性获得特性曲线的环节

5.2.6时滞环节

5.2.7系统开环传递函数伯德图的绘制

5.3频率特性指标

5.3.1开环频率特性指标

5.3.2闭环频率特性指标

5.3.3开环和闭环频率特性的关系

5.3.4频域指标和时域指标的关系

5.4开环频率特性的系统分析方法

5.4.1低频段

5.4.2高频段

5.4.3中频段

5.4.4系统性能分析

5.5控制系统的频率法校正

5.5.1基本概念

5.5.2基本控制规律和校正装置

5.5.3分析法的串联校正

5.5.4期望特性法实现系统的串联校正

5.5.5反馈校正

5.6频率特性法的MATLAB仿真

习题

第6章 根轨迹法

6.1基本概念

6.2绘制根轨迹图的基本规则

6.2.1规则一 根轨迹的分支

6.2.2规则二 根轨迹的连续性和对称性

6.2.3规则三 根轨迹的起点和终点

6.2.4规则四 根轨迹的渐近线

6.2.5规则五 实轴上的根轨迹

6.2.6规则六 根轨迹与实轴的交点

6.2.7规则七 根轨迹的出射角与入射角

6.2.8规则八 根轨迹与虚轴的交点及临界值kc

6.2.9规则九 根轨迹系数k的求取

6.3绘制根轨迹图

6.3.1绘制根轨迹图的步骤

6.3.2例题

6.4参数根轨迹

6.5开环零极点对根轨迹的影响

6.5.1开环零点对根轨迹的影响

6.5.2开环极点对根轨迹的影响

6.5.3附加开环零极点对系统稳态性能的影响

6.6利用根轨迹法进行系统性能分析

6.7利用根轨迹法校正

6.7.1校正方法在根轨迹图中的体现

6.7.2串联超前校正

6.7.3串联滞后校正

6.8根轨迹的MATLAB仿真

习题

第7章 连续域现代控制理论基础

7.1线性定常系统状态方程的解

7.1.1齐次状态方程的解

7.1.2非齐次状态方程的解

7.2控制系统的可控性和可观性

7.2.1系统可控性

7.2.2系统可观测性

7.2.3对偶原理

7.3线性定常系统的线性变换

7.3.1线性变换

7.3.2化系统﹛A，B｝为可控标准型

7.3.3化系统﹛A，C｝为可观测标准型

7.4控制系统的状态空间设计

7.4.1线性定常系统常用反馈结构及其对系统特性的影响

7.4.2状态反馈的极点配置设计法

7.4.3状态观测器设计及分离特性

7.5状态空间法的MATLAB仿真

习题

第8章 数据采集与数据保持

8.1概述

8.2信号采样问题

8.2.1采样过程

8.2.2理想采样信号的时域表示

8.2.3理想采样信号的频域表达

8.2.4采样定理

8.3零阶保持器

8.3.1零阶保持器的时域特性

8.3.2零阶保持器的频域特性

习题

第9章 线性离散控制系统数学描述与分析

9.1概述

9.2脉冲传递函数

9.2.1求脉冲传递函数

9.2.2对开环和闭环系统求脉冲传递函数

9.3离散状态空间描述

9.4连续系统状态方程的离散化

9.5线性定常离散系统的稳定性分析

9.5.1 S平面与Z平面的关系

9.5.2稳定性判别

9.6离散控制系统的稳态误差分析

9.7 MATLAB在模型转换、稳定性、稳态误差和规范型转换中的应用

习题

第10章 离散控制系统的经典法设计

10.1概述

10.2控制系统的离散化方法

10.2.1六种离散化方法

10.2.2六种离散化方法的特点

10.3 PID控制器及其算式

10.3.1 PID控制器

10.3.2 PID控制器的各种算法

10.4数字PID控制器的参数整定

10.4.1扩充临界比例度法

10.4.2扩充响应曲线法

10.4.3归一参数整定法

10.4.4优选法（0.618法）

10.5用MATLAB进行连续模型的离散化等效和PID参数仿真研究

习题

第11章 数字控制器的直接设计

11.1概述

11.2 W’平面的频域法设计

11.2.1两种平面的变换

11.2.2 W’平面伯德图法设计

11.3根轨迹设计

11.3.1控制系统设计的根轨迹指标

11.3.2根轨迹的绘制

11.3.3离散控制系统的根轨迹法设计

11.4 MATLAB在根轨迹中的应用

习题

第12章 状态空间分析和设计

12.1离散系统的可控性和可观测性

12.1.1可控性

12.1.2可观测性

12.2离散控制系统状态反馈的极点配置设计

12.3观测器的设计

12.3.1状态观测器的原理与结构

12.3.2带有状态观测器的控制器的设计

12.3.3分离特性

12.3.4全阶观测器设计举例

12.4 MATLAB在现代控制理论中的应用

习题

第13章 离散控制系统设计与实现

13.1概述

13.2离散控制系统设计的基本原则和主要步骤

13.2.1控制系统设计的基本原则

13.2.2控制系统设计的主要步骤

13.3控制系统的设计及其实现过程

13.4温度控制系统的设计举例

习题

附录 常用拉普拉斯变换和Z变换表

参考文献