自動控制原理（上冊）

第1章 緒論
1．l 引言
1．2 自動控制系統(tǒng)的基本形式
1．2．1 開環(huán)控制系統(tǒng)
1．2．2 閉環(huán)控制系統(tǒng)
l．2．3 智能化發(fā)展趨勢
1．3 自動控制的基本方式
1．3．1 反饋控制與順饋控制
l．3．2 復(fù)合控制
1．4 自動控制系統(tǒng)的基本類型
1．4．1 連續(xù)控制系統(tǒng)與離散控制系統(tǒng)
1．4．2 線性控制系統(tǒng)與非線性控制系統(tǒng)
1．4．3 定常系統(tǒng)與時變系統(tǒng)
1．4．4 恒值控制系統(tǒng)與隨動控制系統(tǒng)
1．5 對自動控制系統(tǒng)的基本要求
1．5．l 基本要求
1．5．2 典型輸入信號
1．6 歷史的回顧與全書的體系結(jié)構(gòu)
小結(jié)
典型例題分析
習(xí)題

第2章 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述
2．l 引言
2．2 輸入輸出描述法
2．2．1 輸入輸出微分方程的建立及其求解
2．2．2 傳遞函數(shù)與傳遞函數(shù)的零點(diǎn)和極點(diǎn)
2．2．3 典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)
2．2．4 多變量系統(tǒng)的傳遞函數(shù)陣
2．3 數(shù)學(xué)模型圖示法與反饋控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
2．3．1 結(jié)構(gòu)圖
2．3．2 信號流圖與梅森增益公式
2．3．3 狀態(tài)變量圖
2．3．4 反饋控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
2．3．5 應(yīng)用MATLAB求反饋控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
2．4 空間描述法
2．4．1 狀態(tài)與狀態(tài)空間
2．4．2 控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達(dá)式
2．4．3 線性定常系統(tǒng)狀態(tài)空間表達(dá)式的建立
2．4．4 系統(tǒng)零極點(diǎn)及其與傳遞函數(shù)零極點(diǎn)的關(guān)系
2．4．5 應(yīng)用MATLAB求線性定常系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達(dá)式
2．5 輸入輸出模型與狀態(tài)空間模型之間的相互轉(zhuǎn)換
2．5．1 由狀態(tài)空間模型轉(zhuǎn)換為傳遞函數(shù)（陣）
2．5．2 由傳遞函數(shù)轉(zhuǎn)換為狀態(tài)空間模型
2．5．3 應(yīng)用 MATLAB進(jìn)行模型之間的相互轉(zhuǎn)換和求零極點(diǎn)
2．6 實際控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立
2．6．1 非線性數(shù)學(xué)模型的線性化
2．6．2 典型機(jī)電控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)與狀態(tài)空間表達(dá)式
2．6．3 典型機(jī)械系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型與相似性原理
2．6．4 典型液面控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)與狀態(tài)空間表達(dá)式
2．6．5 熱力控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)與狀態(tài)空間表達(dá)式
小結(jié)
典型例題分析
習(xí)題

第3章 線性控制系統(tǒng)的運(yùn)動分析
3．1 引言
3．1．1 分析的出發(fā)點(diǎn)和基本內(nèi)容
3．1．2 線性控制系統(tǒng)的時間響應(yīng)
3．2 控制系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)
3．2．1 基于輸入輸出模型系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)
3．2．2 基于狀態(tài)空間模型系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)
3．2．3 狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣與線性時變系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)
3．2．4 應(yīng)用MATLAB求控制系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)
3．3 控制系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)
3．3．1 基于輸入輸出模型系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)
3．3．2 基于狀態(tài)空間模型系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)
3．3．3 應(yīng)用MATIAB求控制系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)
3．4 控制系統(tǒng)運(yùn)動的穩(wěn)定性
3．4．1 內(nèi)部穩(wěn)定性
3．4．2 外部穩(wěn)定性及其與內(nèi)部穩(wěn)定性之間的關(guān)系
3．4．3 勞斯－赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù)
3．4．4 李雅普諾夫第一方法
3．5 控制系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)特性
3．5．1 單位階躍響應(yīng)與性能指標(biāo)
3．5．2 一階系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)特性
3．5．3 二階規(guī)范系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)特性
3．5．4 添加零點(diǎn)對二階規(guī)范系統(tǒng)暫態(tài)特性的影響
3．5．5 高階系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)特性
3．6 控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差
3．6．1 跟蹤穩(wěn)態(tài)誤差
3．6．2 擾動穩(wěn)態(tài)誤差
3．7 控制系統(tǒng)的基本控制律——PID控制
小結(jié)
典型例題分析
習(xí)題

第4章 根軌跡法
4．1 引言
4．1．1 系統(tǒng)靈敏度與反饋的作用
4．1．2 根軌跡法的基本概念
4．2 根軌跡的基本原理與繪制方法
4．2．1 幅角條件與幅值條件
4．2．2 根軌跡法的一般步驟
4．2．3 繪制根軌跡的基本規(guī)則
4．2．4 參數(shù)根軌跡
4．3 應(yīng)用MATLAB繪制根軌跡和對系統(tǒng)進(jìn)行分析
4．4 零度極軌跡
4．5 根軌跡族
4．6 根軌跡綜合法
4．6．l 校正的基本方式
4．6．2 添加開環(huán)零極點(diǎn)對根軌跡形狀的影響
4．6．3 校正裝置
4．7 串聯(lián)校正的綜合
4．7．1 串聯(lián)超前校正的綜合
4．7．2 串聯(lián)遲后校正的綜合
4．7．3 串聯(lián)遲后超前校正的綜合
4．8 局部反饋校正的綜合
小結(jié)
典型例題分析
習(xí)題

第5章 頻率響應(yīng)分析法
5．l 頻率特性
5．1．l 頻率特性的基本概念
5．L．2 頻率特性的圖示方法
5．1．3 頻率特性與零極點(diǎn)的關(guān)系
5．2 典型環(huán)節(jié)的頻率特性
5．2．l 比例環(huán)節(jié)的頻率特性
5．2．2 積分環(huán)節(jié)與微分環(huán)節(jié)的頻率特性
5．2．3 慣性環(huán)節(jié)與一階微分環(huán)節(jié)的頻率特性
5．2．4 振蕩環(huán)節(jié)與二階微分環(huán)節(jié)的頻率特性
5．2．5 非最小相位環(huán)節(jié)的頻率特性
5．3 控制系統(tǒng)頻率特性圖的繪制
5．3．1 控制系統(tǒng)伯德圖的繪制
5．3．2 控制系統(tǒng)極坐標(biāo)圖的繪制
5．3．3 應(yīng)用MATLAB繪制控制系統(tǒng)的頻率特性圖
5．4 閉環(huán)頻率特性
5．4．l 應(yīng)用MATLAB繪制尼科爾斯圖
5．4．2 閉環(huán)頻率特性的基本特點(diǎn)
5．5 最小相位系統(tǒng)與頻率持性函數(shù)的若干重要性質(zhì)
5．5．l 最小相位系統(tǒng)與非最小相位系統(tǒng)
5．5．2 頻率特性函數(shù)的若干重要性質(zhì)
5．6 奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)
5．6．1 映射定理
5．6．2 奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)
5．6．3 奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)的對數(shù)坐標(biāo)圖形式
5．7 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定裕量與魯棒性
5．7．l 相角裕量與增益裕量
5．7．2 應(yīng)用 MATLAB或開環(huán)對數(shù)漸近幅頻曲線計算系統(tǒng)的穩(wěn)定裕量
5．8 應(yīng)用頻率特性估算控制系統(tǒng)的暫態(tài)與穩(wěn)態(tài)性能
5．8．1 二階規(guī)范系統(tǒng)的（時域）暫態(tài)響應(yīng)與頻率響應(yīng)之間的關(guān)系
5．8．2 一般控制系統(tǒng)的（時域）暫態(tài)響應(yīng)與頻率響應(yīng)之間的關(guān)系
5．8．3 控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能與開環(huán)頻率特性之間的關(guān)系
5．9 應(yīng)用頻率響應(yīng)實驗法確定傳遞函數(shù)
小結(jié)
典型例題分析
習(xí)題