第一章 控制系统导论

1.1引言

1.2自动控制简史

1.3反馈应用两则

1.4控制工程实践

1.5现代控制系统举例

1.6自动装配与机器人

1.7控制系统前瞻

1.8工程设计概述

1.9控制系统设计概述

1.10设计实例：转盘速度控制

1.11设计实例：胰岛素注射控制系统

1.12循序渐进设计示例：磁盘驱动读取系统

第二章 系统的数学模型

2.1引言

2.2物理系统的微分方程

2.3物理系统的线性近似

2.4 Laplace变换

2.5线性系统的传递函数

2.6框图模型

2.7信号流图模型

2.8控制系统的计算机辅助分析

2.9设计实例

2.10利用MATLAB进行系统仿真

2.11循序渐进设计示例：磁盘驱动读取系统

2.12小结

第三章 状态空间模型

3.1引言

3.2动态系统的状态变量

3.3状态微分方程

3.4状态流图模型

3.5状态流图模型的其他形式

3.6由状态方程求解传递函数

3.7状态转移矩阵和系统的时间响应

3.8离散时间响应的求解

3.9空间飞行器的状态变量方程

3.10设计实例：打印机皮带驱动器

3.11利用MATLAB分析状态空间模型

3.12循序渐进设计示例：磁盘驱动读取系统

3.13小结

第四章 反馈控制系统的特性

4.1开环和闭环控制系统

4.2控制系统对参数变化的灵敏度

4.3控制系统瞬态响应的控制

4.4反馈控制系统的干扰信号

4.5稳态误差

4.6反馈的代价

4.7设计实例：英吉利海峡海底隧道钻机

4.8计实例：火星漫游车

4.9应用MATLAB分析控制系统的特点

4.10循序渐进设计示例：磁盘驱动读取系统

4.11小结

第五章 反馈控制系统的性能

5.1引言

5.2测试输入信号

5.3 2阶系统的性能

5.4第三个极点和零点对2阶系统响应的影响

5.5阻尼比的估计

5.6s平面上的根轨迹和瞬态响应

5.7反馈控制系统的稳态误差

5.8非单位反馈系统的稳态误差

5.9性能指标

5.10线性系统的简化

5.11设计实例：哈勃太空望远镜指向控制

5.12应用MATLAB分析系统性能

5.13循序渐进设计示例：磁盘驱动读取系统

5.14小结

第六章 线性反馈系统的稳定性

6.1稳定性的概念

6.2 Routh-Hurwitz稳定性判据

6.3反馈控制系统的相对稳定性

6.4状态变量系统的稳定性

6.5设计实例：漫游车转向控制

6.6应用MATLAB研究系统稳定性

6.7循序渐进设计示例：磁盘驱动读取系统

6.8小结

第七章 根轨迹法

7.1引言

7.2根轨迹的概念

7.3绘制根轨迹的一般方法

7.4一个应用根轨迹法分析和设计控制系统的实例

7.5应用根轨迹法进行参数设计

7.6灵敏度与根轨迹

7.7 PID控制器

7.8设计实例：激光操作器控制系统

7.9机器人控制系统的设计

7.10应用MATLAB研究根轨迹

7.11循序渐进设计示例：磁盘驱动读取系统

7.12小结

第八章 频率响应方法

8.1引言

8.2频率响应图

8.3绘制Bode图举例

8.4频率响应测量

8.5频域性能指标

8.6对数幅相图

8.7设计实例：雕刻机控制系统

8.8用MATLAB绘制频率响应图

8.9循序渐进设计示例：磁盘驱动读取系统

8.10小结

第九章 频域稳定性

9.1引言

9.2s平面上的围线映射

9.3 Nyquist稳定性判据

9.4相对稳定性与Nyquist判据

9.5利用频域方法确定系统的时域性能指标

9.6系统带宽

9.7包含延迟环节的控制系统的稳定性

9.8设计实例：遥控侦察车

9.9频域中的PID控制器

9.10利用MATLAB分析频域稳定性

9.11循序渐进设计示例：磁盘驱动读取系统

9.12小结

第十章 反馈控制系统设计

10.1引言

10.2系统设计方法

10.3串联校正网络

10.4用Bode图方法设计超前校正网络

10.5用根轨迹方法设计超前校正网络

10.6利用积分型校正网络设计反馈控制系统

10.7用根轨迹方法设计滞后校正网络

10.8用Bode图方法设计滞后校正网络

10.9在Bode图上用解析方法和计算机进行系统设计

10.10带有前置滤波器的反馈控制系统

10.11设计具有最小节拍响应的系统

10.12设计实例：转子绕线机控制系统

10.13设计实例：X—Y绘图仪

10.14利用MATLAB进行系统设计

10.15循序渐进设计示例：磁盘驱动读取系统

10.16小结

第十一章 状态变量反馈系统设计

11.1引言

11.2能控性

11.3能观性

11.4最优控制系统

11.5用状态反馈配置极点

11.6 Ackermann公式

11.7状态变量反馈的局限性

11.8内模设计

11.9设计实例：自动检测系统

11.10用MATLAB设计状态变量反馈

11.11循序渐进的设计示例：磁盘驱动读取系统

11.12小结

第十二章 鲁棒控制系统

12.1引言

12.2鲁棒控制系统和系统灵敏度

12.3鲁棒性分析

12.4不确定参数系

12.5鲁棒控制系统设计

12.6 PID控制器

12.7鲁棒PID控制系统设计

12.8设计实例：飞机自动驾驶仪

12.9太空望远镜控制系统的设计

12.10绕线机鲁棒控制系统的设计

12.11鲁棒内模控制系统

12.12超精度钻石切削机设计

12.13伪定量反馈系统

12.14用MATLAB设计鲁棒控制系统

12.15 循序渐进设计示例：磁盘驱动读取系统

12.16小结

第十三章 数字控制系统

13.1引言

13.2数字计算机控制系统的应用

13.3数据采样系统

13.4 z变换

13.5闭环反馈数据采样系统

13.6 z平面上的稳定性分析

13.7 2阶数据采样系统的性能

13.8带有数字控制器的闭环系统

13.9工作台运动控制系统的设计

13.10数字控制系统的根轨迹

13.11数字控制器的实现

13.12用MATLAB设计数字控制系统

13.13循序渐进设计示例：磁盘驱动读取系统

13.14小结

附录

译者附录

附录A Laplace变换对

附录B 符号、单位和变换因子

附录C 矩阵代数初步

附录D 分贝转换表

附录E 复数

附录F MATLAB基础

附录G z变换对

参考书目