自动控制理论

本书为普通高等教育“十 一五”国家级规划教材。 本书系统地介绍了经典 控制理论的基本理论和基本 方法，包括控制系统建模、 线性定常连续系统的时域分 析法、根轨迹法和频域分析 法；利用频率法和根轨迹法 进行系统校正，以达到期望 的性能。书中同时较详细地 介绍了线性定常离散控制系 统的建模、系统分析和校正 的基本理论和方法。对于非 线性系统，介绍了应用相平 面法和描述函数法分析系统 性能以及常用的改进控制系 统性能的基本方法。 本书的内容阐述循序渐 进，富有启发性；论证与实 例配合紧密；注意各章节之 间内容的衔接，可读性强， 便于自学；重视理论联系实 际，各章配有MATLAB仿真 实例。 本书可作为自动化、电 气工程及其自动化、计算机 科学与技术、电子信息工程 、测控技术等专业本科生教 材，也可供从事这些领域的 工程技术人员参考。

前言 第1章 绪论 1.1 自动控制与自动控制系统 1.2 自动控制系统 1.2.1 自动控制系统的组成 1.2.2 自动控制系统的原理框图 1.2.3 原理框图上的术语 1.2.4 自动控制系统原理框图的绘制 1.3 自动控制的基本方式 1.4 自动控制系统的分类 1.5 对自动控制系统的要求 1.6 自动控制系统与控制理论 1.7 自动控制理论发展概况 1.8 本课程的基本任务 小结 习题 第2章 控制系统的数学模型 2.1 引言 2.2 控制系统的微分方程 2.2.1 动态系统微分方程的建立 2.2.2 非线性微分方程的线性化 2.2.3 用拉普拉斯变换求解线性常系数微分方程 2.3 线性定常系统的传递函数 2.3.1 传递函数的定义 2.3.2 传递函数的一般形式 2.3.3 关于传递函数的几点说明 2.3.4 典型环节及其传递函数 2.3.5 控制系统的传递函数 2.4 控制系统的结构图 2.4.1 结构图的组成 2.4.2 结构图的绘制 2.4.3 结构图的等效变换 2.5 控制系统的信号流图 .5.1 信号流图的概念 2.5.2 信号流图的绘制 2.5.3 信号流图的等效变换 2.5.4 梅逊增益公式 2.6 闭环控制系统中几个常用的传递函数概念 2.7 应用MATLAB建立控制系统模型 小结 习题 第3章 控制系统的时域分析 3.1 引言 3.1.1 典型初始状态 3.1.2 典型输入信号 3.1.3 典型时间响应 3.1.4 性能指标 3.2 一阶系统的时域分析 3.2.1 一阶系统的数学模型 3.2.2 一阶系统的响应 3.3 二阶系统的时域分析 3.3.1 二阶系统的数学模型 3.3.2 二阶系统的单位阶跃响应 3.3.3 二阶系统的单位脉冲响应 3.3.4 二阶系统的单位斜坡响应 3.3.5 二阶系统瞬态性能的改善 3.3.6 非零初始条件下二阶系统的响应 3.4 高阶系统的时域分析 3.4.1 高阶系统的阶跃响应 3.4.2 闭环主导极点和偶极子 3.4.3 高阶系统瞬态性能估算 3.5 线性定常系统的稳定性分析 3.5.1 稳定的基本概念 3.5.2 线性定常系统稳定的数学条件 3.5.3 稳定判据 …… 第4章 根轨迹法 第5章 控制系统的频域分析 第6章 线性系统的校正 第7章 线性离散控制系统 第8章 非线性控制系统