- 高等教育出版社
- 9787040652123
- 1版
- 64277514-2
- 16开
- 600
- 工学
- 自动化类
- 装备制造大类
- 自动化类
- 本科 高职
内容简介
本书是针对工科院校的教学特点，集多年的教学经验和科研工作的实际编写而成的。全书共分为6章，包括自动控制的一般概念、模型、时域分析法、根轨迹法、频域分析法、采样系统分析等内容，各章均加入了应用MATLAB进行控制理论设计与仿真的内容。另外，为了便于读者自学，本书在每章后面都备有小结、习题。同时，本书提供所有MATLAB相关案例的Mworks仿真资源，提供“智能车控制虚拟仿真实验”的实验指导书以及部分习题参考答案。全书涵盖了经典控制理论的基本内容，淡化繁复的理论推导，加强理论与实际的结合，注重工业特色的生产实践背景。
本书适合于电气类、自动化类专业及其他相近专业控制理论课程的教学，也可作为研究生或其他科技人员自学参考。
目录
目录
前辅文
第1章 自动控制的一般概念
1.1 开环控制与闭环控制
1.1.1 自动控制系统
1.1.2 开环控制
1.1.3 闭环（反馈）控制
1.2 控制系统举例
1.2.1 随动系统
1.2.2 恒值控制系统
1.2.3 数字控制系统
1.2.4 计算机控制系统
1.3 控制系统的组成与对控制系统的基本要求
1.3.1 控制系统的组成
1.3.2 对控制系统的基本要求
1.4 控制系统设计概述
小结
习题
第2章 模型
2.1 模型的定义和分类
2.2 控制系统的数学模型
2.3 建立系统微分方程的一般方法
2.4 用拉普拉斯变换解线性常微分方程
2.4.1 拉普拉斯变换的定义
2.4.2 几种典型函数的拉氏变换
2.4.3 拉氏变换的积分下限问题
2.4.4 拉氏变换的几个基本法则
2.4.5 拉普拉斯反变换
2.4.6 用拉氏变换求解微分方程
2.5 传递函数
2.5.1 传递函数的概念及定义
2.5.2 关于传递函数的几点说明
2.5.3 典型环节的传递函数
2.6 动态结构图
2.6.1 动态结构图的概念
2.6.2 系统动态结构图的建立
2.6.3 结构图的基本形式
2.6.4 结构图的等效变换法则
2.6.5 结构图变换举例
2.7 自动控制系统及其环节的传递函数
2.8 信号流图及梅森增益公式
2.8.1 信号流图的组成
2.8.2 信号流图的绘制
2.8.3 梅森增益公式
2.9 控制系统分析仿真工具MATLAB简介
2.9.1 常量及变量的说明
2.9.2 基本运算
2.9.3 基本绘图操作
2.9.4 Simulink与控制系统仿真
2.10 应用MATLAB进行分析及运算
2.10.1 多项式描述及解代数方程
2.10.2 应用MATLAB进行拉普拉斯反变换
2.10.3 控制系统数学模型的MATLAB实现
小结
习题
第3章 时域分析法
3.1 典型控制过程及性能指标
3.1.1 典型控制过程
3.1.2 阶跃响应的性能指标
3.2 一阶系统分析
3.2.1 一阶系统的数学模型
3.2.2 一阶系统的单位阶跃响应
3.2.3 一阶系统的单位冲激响应
3.2.4 一阶系统的单位斜坡响应
3.2.5 三种响应之间的关系
3.3 二阶系统分析
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 二阶系统的单位冲激响应
3.3.4 二阶系统的单位斜坡响应
3.3.5 改善二阶系统响应特性的措施
3.3.6 二阶系统阶跃响应性能分析的应用
3.4 高阶系统分析
3.4.1 三阶系统的单位阶跃响应
3.4.2 高阶系统的单位阶跃响应
3.4.3 闭环主导极点
3.4.4 高阶系统的动态性能估算
3.5 稳定性与代数判据
3.5.1 稳定性的概念和定义
3.5.2 稳定性的代数判据
3.5.3 结构不稳定及其改进措施
3.6 稳态误差分析
3.6.1 误差及稳态误差的定义
3.6.2 稳态误差的计算
3.6.3 系统结构、外作用与稳态误差的关系
3.6.4 系统的型别和静态误差系数
3.6.5 改善系统稳态精度的方法
3.7 前置校正
3.7.1 稳定与精度
3.7.2 抗扰与跟踪
3.8 应用MATLAB分析系统的性能
3.8.1 时域响应曲线的绘制
3.8.2 用MATLAB命令求系统的时域性能指标
3.8.3 用MATLAB判断系统的稳定性
小结
习题
第4章 根轨迹法
4.1 根轨迹的基本概念
4.2 绘制根轨迹的基本条件和基本规则
4.2.1 绘制根轨迹的基本条件
4.2.2 绘制根轨迹的基本规则
4.3 特殊根轨迹
4.3.1 参数根轨迹
4.3.2 正反馈回路的根轨迹
4.3.3 滞后系统的根轨迹
4.4 系统闭环零极点分布与阶跃响应的关系
4.4.1 用闭环零极点表示的阶跃响应解析式
4.4.2 闭环零极点分布与阶跃响应的定性关系
4.4.3 主导极点与偶极子
4.4.4 利用主导极点估算系统的性能指标
4.5 应用根轨迹法进行参数设计
4.6 基于根轨迹的PID控制器设计
4.7 开环零极点的变化对根轨迹的影响
4.7.1 开环零点的变化对根轨迹的影响
4.7.2 开环极点的变化对根轨迹的影响
4.8 用MATLAB作根轨迹图
4.8.1 用MATLAB画根轨迹图
4.8.2 求根轨迹上任意点的增益值
4.8.3 对根轨迹指定区域进行放大
小结
习题
第5章 频域分析法
5.1 频率特性
5.1.1 幅相频率特性曲线
5.1.2 对数频率特性曲线
5.2 典型环节的频率特性
5.2.1 比例环节
5.2.2 惯性环节（一阶系统）
5.2.3 积分环节
5.2.4 振荡环节
5.2.5 微分环节
5.2.6 一阶不稳定环节
5.2.7 时滞环节
5.3 系统开环频率特性的绘制
5.4 用频域分析法分析控制系统的稳定性
5.4.1 开环频率特性与闭环特征根的关系
5.4.2 奈奎斯特稳定判据
5.4.3 虚轴上有开环极点时的奈奎斯特稳定判据
5.4.4 用对数频率特性判断系统的稳定性
5.4.5 控制系统的相对稳定性
5.5 开环频率特性与系统动态性能的关系
5.5.1 低频段
5.5.2 中频段
5.5.3 高频段
5.6 系统的闭环频率特性及频域性能指标
5.6.1 系统的闭环频率特性
5.6.2 系统频域指标和时域指标的关系
5.7 频域法校正
5.7.1 比例微分校正
5.7.2 超前校正
5.7.3 比例积分校正
5.7.4 滞后校正
5.7.5 PID校正
5.7.6 滞后-超前校正
5.8 用MATLAB进行频域分析
5.8.1 用MATLAB作伯德图
5.8.2 用MATLAB作奈奎斯特图
5.8.3 用MATLAB作包含有数值为零的极点的系统奈奎斯特图
5.8.4 用MATLAB求幅值裕度、相位裕度、剪切频率和增益交界频率
5.8.5 基于PID Tuner的控制器参数整定
小结
习题
第6章 采样系统分析
6.1 采样系统
6.2 采样过程与采样定理
6.2.1 采样过程的数学描述
6.2.2 采样信号的拉氏变换
6.2.3 采样信号的频谱
6.2.4 采样定理
6.3 信号保持
6.4 z变换理论
6.4.1 z变换定义
6.4.2 z变换方法
6.4.3 z变换性质
6.4.4 z反变换
6.4.5 用z变换法求解差分方程
6.5 脉冲传递函数
6.5.1 脉冲传递函数的定义
6.5.2 脉冲传递函数与差分方程
6.5.3 脉冲传递函数的求取
6.5.4 开环系统脉冲传递函数
6.5.5 闭环系统脉冲传递函数
6.6 采样系统性能分析
6.6.1 稳定性分析
6.6.2 稳态误差分析
6.6.3 动态性能分析
6.7 用MATLAB分析采样控制系统
6.7.1 模型的转换
6.7.2 时域分析
小结
习题
参考文献
前辅文
第1章 自动控制的一般概念
1.1 开环控制与闭环控制
1.1.1 自动控制系统
1.1.2 开环控制
1.1.3 闭环（反馈）控制
1.2 控制系统举例
1.2.1 随动系统
1.2.2 恒值控制系统
1.2.3 数字控制系统
1.2.4 计算机控制系统
1.3 控制系统的组成与对控制系统的基本要求
1.3.1 控制系统的组成
1.3.2 对控制系统的基本要求
1.4 控制系统设计概述
小结
习题
第2章 模型
2.1 模型的定义和分类
2.2 控制系统的数学模型
2.3 建立系统微分方程的一般方法
2.4 用拉普拉斯变换解线性常微分方程
2.4.1 拉普拉斯变换的定义
2.4.2 几种典型函数的拉氏变换
2.4.3 拉氏变换的积分下限问题
2.4.4 拉氏变换的几个基本法则
2.4.5 拉普拉斯反变换
2.4.6 用拉氏变换求解微分方程
2.5 传递函数
2.5.1 传递函数的概念及定义
2.5.2 关于传递函数的几点说明
2.5.3 典型环节的传递函数
2.6 动态结构图
2.6.1 动态结构图的概念
2.6.2 系统动态结构图的建立
2.6.3 结构图的基本形式
2.6.4 结构图的等效变换法则
2.6.5 结构图变换举例
2.7 自动控制系统及其环节的传递函数
2.8 信号流图及梅森增益公式
2.8.1 信号流图的组成
2.8.2 信号流图的绘制
2.8.3 梅森增益公式
2.9 控制系统分析仿真工具MATLAB简介
2.9.1 常量及变量的说明
2.9.2 基本运算
2.9.3 基本绘图操作
2.9.4 Simulink与控制系统仿真
2.10 应用MATLAB进行分析及运算
2.10.1 多项式描述及解代数方程
2.10.2 应用MATLAB进行拉普拉斯反变换
2.10.3 控制系统数学模型的MATLAB实现
小结
习题
第3章 时域分析法
3.1 典型控制过程及性能指标
3.1.1 典型控制过程
3.1.2 阶跃响应的性能指标
3.2 一阶系统分析
3.2.1 一阶系统的数学模型
3.2.2 一阶系统的单位阶跃响应
3.2.3 一阶系统的单位冲激响应
3.2.4 一阶系统的单位斜坡响应
3.2.5 三种响应之间的关系
3.3 二阶系统分析
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 二阶系统的单位冲激响应
3.3.4 二阶系统的单位斜坡响应
3.3.5 改善二阶系统响应特性的措施
3.3.6 二阶系统阶跃响应性能分析的应用
3.4 高阶系统分析
3.4.1 三阶系统的单位阶跃响应
3.4.2 高阶系统的单位阶跃响应
3.4.3 闭环主导极点
3.4.4 高阶系统的动态性能估算
3.5 稳定性与代数判据
3.5.1 稳定性的概念和定义
3.5.2 稳定性的代数判据
3.5.3 结构不稳定及其改进措施
3.6 稳态误差分析
3.6.1 误差及稳态误差的定义
3.6.2 稳态误差的计算
3.6.3 系统结构、外作用与稳态误差的关系
3.6.4 系统的型别和静态误差系数
3.6.5 改善系统稳态精度的方法
3.7 前置校正
3.7.1 稳定与精度
3.7.2 抗扰与跟踪
3.8 应用MATLAB分析系统的性能
3.8.1 时域响应曲线的绘制
3.8.2 用MATLAB命令求系统的时域性能指标
3.8.3 用MATLAB判断系统的稳定性
小结
习题
第4章 根轨迹法
4.1 根轨迹的基本概念
4.2 绘制根轨迹的基本条件和基本规则
4.2.1 绘制根轨迹的基本条件
4.2.2 绘制根轨迹的基本规则
4.3 特殊根轨迹
4.3.1 参数根轨迹
4.3.2 正反馈回路的根轨迹
4.3.3 滞后系统的根轨迹
4.4 系统闭环零极点分布与阶跃响应的关系
4.4.1 用闭环零极点表示的阶跃响应解析式
4.4.2 闭环零极点分布与阶跃响应的定性关系
4.4.3 主导极点与偶极子
4.4.4 利用主导极点估算系统的性能指标
4.5 应用根轨迹法进行参数设计
4.6 基于根轨迹的PID控制器设计
4.7 开环零极点的变化对根轨迹的影响
4.7.1 开环零点的变化对根轨迹的影响
4.7.2 开环极点的变化对根轨迹的影响
4.8 用MATLAB作根轨迹图
4.8.1 用MATLAB画根轨迹图
4.8.2 求根轨迹上任意点的增益值
4.8.3 对根轨迹指定区域进行放大
小结
习题
第5章 频域分析法
5.1 频率特性
5.1.1 幅相频率特性曲线
5.1.2 对数频率特性曲线
5.2 典型环节的频率特性
5.2.1 比例环节
5.2.2 惯性环节（一阶系统）
5.2.3 积分环节
5.2.4 振荡环节
5.2.5 微分环节
5.2.6 一阶不稳定环节
5.2.7 时滞环节
5.3 系统开环频率特性的绘制
5.4 用频域分析法分析控制系统的稳定性
5.4.1 开环频率特性与闭环特征根的关系
5.4.2 奈奎斯特稳定判据
5.4.3 虚轴上有开环极点时的奈奎斯特稳定判据
5.4.4 用对数频率特性判断系统的稳定性
5.4.5 控制系统的相对稳定性
5.5 开环频率特性与系统动态性能的关系
5.5.1 低频段
5.5.2 中频段
5.5.3 高频段
5.6 系统的闭环频率特性及频域性能指标
5.6.1 系统的闭环频率特性
5.6.2 系统频域指标和时域指标的关系
5.7 频域法校正
5.7.1 比例微分校正
5.7.2 超前校正
5.7.3 比例积分校正
5.7.4 滞后校正
5.7.5 PID校正
5.7.6 滞后-超前校正
5.8 用MATLAB进行频域分析
5.8.1 用MATLAB作伯德图
5.8.2 用MATLAB作奈奎斯特图
5.8.3 用MATLAB作包含有数值为零的极点的系统奈奎斯特图
5.8.4 用MATLAB求幅值裕度、相位裕度、剪切频率和增益交界频率
5.8.5 基于PID Tuner的控制器参数整定
小结
习题
第6章 采样系统分析
6.1 采样系统
6.2 采样过程与采样定理
6.2.1 采样过程的数学描述
6.2.2 采样信号的拉氏变换
6.2.3 采样信号的频谱
6.2.4 采样定理
6.3 信号保持
6.4 z变换理论
6.4.1 z变换定义
6.4.2 z变换方法
6.4.3 z变换性质
6.4.4 z反变换
6.4.5 用z变换法求解差分方程
6.5 脉冲传递函数
6.5.1 脉冲传递函数的定义
6.5.2 脉冲传递函数与差分方程
6.5.3 脉冲传递函数的求取
6.5.4 开环系统脉冲传递函数
6.5.5 闭环系统脉冲传递函数
6.6 采样系统性能分析
6.6.1 稳定性分析
6.6.2 稳态误差分析
6.6.3 动态性能分析
6.7 用MATLAB分析采样控制系统
6.7.1 模型的转换
6.7.2 时域分析
小结
习题
参考文献
前辅文
第1章 自动控制的一般概念
1.1 开环控制与闭环控制
1.1.1 自动控制系统
1.1.2 开环控制
1.1.3 闭环（反馈）控制
1.2 控制系统举例
1.2.1 随动系统
1.2.2 恒值控制系统
1.2.3 数字控制系统
1.2.4 计算机控制系统
1.3 控制系统的组成与对控制系统的基本要求
1.3.1 控制系统的组成
1.3.2 对控制系统的基本要求
1.4 控制系统设计概述
小结
习题
第2章 模型
2.1 模型的定义和分类
2.2 控制系统的数学模型
2.3 建立系统微分方程的一般方法
2.4 用拉普拉斯变换解线性常微分方程
2.4.1 拉普拉斯变换的定义
2.4.2 几种典型函数的拉氏变换
2.4.3 拉氏变换的积分下限问题
2.4.4 拉氏变换的几个基本法则
2.4.5 拉普拉斯反变换
2.4.6 用拉氏变换求解微分方程
2.5 传递函数
2.5.1 传递函数的概念及定义
2.5.2 关于传递函数的几点说明
2.5.3 典型环节的传递函数
2.6 动态结构图
2.6.1 动态结构图的概念
2.6.2 系统动态结构图的建立
2.6.3 结构图的基本形式
2.6.4 结构图的等效变换法则
2.6.5 结构图变换举例
2.7 自动控制系统及其环节的传递函数
2.8 信号流图及梅森增益公式
2.8.1 信号流图的组成
2.8.2 信号流图的绘制
2.8.3 梅森增益公式
2.9 控制系统分析仿真工具MATLAB简介
2.9.1 常量及变量的说明
2.9.2 基本运算
2.9.3 基本绘图操作
2.9.4 Simulink与控制系统仿真
2.10 应用MATLAB进行分析及运算
2.10.1 多项式描述及解代数方程
2.10.2 应用MATLAB进行拉普拉斯反变换
2.10.3 控制系统数学模型的MATLAB实现
小结
习题
第3章 时域分析法
3.1 典型控制过程及性能指标
3.1.1 典型控制过程
3.1.2 阶跃响应的性能指标
3.2 一阶系统分析
3.2.1 一阶系统的数学模型
3.2.2 一阶系统的单位阶跃响应
3.2.3 一阶系统的单位冲激响应
3.2.4 一阶系统的单位斜坡响应
3.2.5 三种响应之间的关系
3.3 二阶系统分析
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 二阶系统的单位冲激响应
3.3.4 二阶系统的单位斜坡响应
3.3.5 改善二阶系统响应特性的措施
3.3.6 二阶系统阶跃响应性能分析的应用
3.4 高阶系统分析
3.4.1 三阶系统的单位阶跃响应
3.4.2 高阶系统的单位阶跃响应
3.4.3 闭环主导极点
3.4.4 高阶系统的动态性能估算
3.5 稳定性与代数判据
3.5.1 稳定性的概念和定义
3.5.2 稳定性的代数判据
3.5.3 结构不稳定及其改进措施
3.6 稳态误差分析
3.6.1 误差及稳态误差的定义
3.6.2 稳态误差的计算
3.6.3 系统结构、外作用与稳态误差的关系
3.6.4 系统的型别和静态误差系数
3.6.5 改善系统稳态精度的方法
3.7 前置校正
3.7.1 稳定与精度
3.7.2 抗扰与跟踪
3.8 应用MATLAB分析系统的性能
3.8.1 时域响应曲线的绘制
3.8.2 用MATLAB命令求系统的时域性能指标
3.8.3 用MATLAB判断系统的稳定性
小结
习题
第4章 根轨迹法
4.1 根轨迹的基本概念
4.2 绘制根轨迹的基本条件和基本规则
4.2.1 绘制根轨迹的基本条件
4.2.2 绘制根轨迹的基本规则
4.3 特殊根轨迹
4.3.1 参数根轨迹
4.3.2 正反馈回路的根轨迹
4.3.3 滞后系统的根轨迹
4.4 系统闭环零极点分布与阶跃响应的关系
4.4.1 用闭环零极点表示的阶跃响应解析式
4.4.2 闭环零极点分布与阶跃响应的定性关系
4.4.3 主导极点与偶极子
4.4.4 利用主导极点估算系统的性能指标
4.5 应用根轨迹法进行参数设计
4.6 基于根轨迹的PID控制器设计
4.7 开环零极点的变化对根轨迹的影响
4.7.1 开环零点的变化对根轨迹的影响
4.7.2 开环极点的变化对根轨迹的影响
4.8 用MATLAB作根轨迹图
4.8.1 用MATLAB画根轨迹图
4.8.2 求根轨迹上任意点的增益值
4.8.3 对根轨迹指定区域进行放大
小结
习题
第5章 频域分析法
5.1 频率特性
5.1.1 幅相频率特性曲线
5.1.2 对数频率特性曲线
5.2 典型环节的频率特性
5.2.1 比例环节
5.2.2 惯性环节（一阶系统）
5.2.3 积分环节
5.2.4 振荡环节
5.2.5 微分环节
5.2.6 一阶不稳定环节
5.2.7 时滞环节
5.3 系统开环频率特性的绘制
5.4 用频域分析法分析控制系统的稳定性
5.4.1 开环频率特性与闭环特征根的关系
5.4.2 奈奎斯特稳定判据
5.4.3 虚轴上有开环极点时的奈奎斯特稳定判据
5.4.4 用对数频率特性判断系统的稳定性
5.4.5 控制系统的相对稳定性
5.5 开环频率特性与系统动态性能的关系
5.5.1 低频段
5.5.2 中频段
5.5.3 高频段
5.6 系统的闭环频率特性及频域性能指标
5.6.1 系统的闭环频率特性
5.6.2 系统频域指标和时域指标的关系
5.7 频域法校正
5.7.1 比例微分校正
5.7.2 超前校正
5.7.3 比例积分校正
5.7.4 滞后校正
5.7.5 PID校正
5.7.6 滞后-超前校正
5.8 用MATLAB进行频域分析
5.8.1 用MATLAB作伯德图
5.8.2 用MATLAB作奈奎斯特图
5.8.3 用MATLAB作包含有数值为零的极点的系统奈奎斯特图
5.8.4 用MATLAB求幅值裕度、相位裕度、剪切频率和增益交界频率
5.8.5 基于PID Tuner的控制器参数整定
小结
习题
第6章 采样系统分析
6.1 采样系统
6.2 采样过程与采样定理
6.2.1 采样过程的数学描述
6.2.2 采样信号的拉氏变换
6.2.3 采样信号的频谱
6.2.4 采样定理
6.3 信号保持
6.4 z变换理论
6.4.1 z变换定义
6.4.2 z变换方法
6.4.3 z变换性质
6.4.4 z反变换
6.4.5 用z变换法求解差分方程
6.5 脉冲传递函数
6.5.1 脉冲传递函数的定义
6.5.2 脉冲传递函数与差分方程
6.5.3 脉冲传递函数的求取
6.5.4 开环系统脉冲传递函数
6.5.5 闭环系统脉冲传递函数
6.6 采样系统性能分析
6.6.1 稳定性分析
6.6.2 稳态误差分析
6.6.3 动态性能分析
6.7 用MATLAB分析采样控制系统
6.7.1 模型的转换
6.7.2 时域分析
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前辅文
第1章 自动控制的一般概念
1.1 开环控制与闭环控制
1.1.1 自动控制系统
1.1.2 开环控制
1.1.3 闭环（反馈）控制
1.2 控制系统举例
1.2.1 随动系统
1.2.2 恒值控制系统
1.2.3 数字控制系统
1.2.4 计算机控制系统
1.3 控制系统的组成与对控制系统的基本要求
1.3.1 控制系统的组成
1.3.2 对控制系统的基本要求
1.4 控制系统设计概述
小结
习题
第2章 模型
2.1 模型的定义和分类
2.2 控制系统的数学模型
2.3 建立系统微分方程的一般方法
2.4 用拉普拉斯变换解线性常微分方程
2.4.1 拉普拉斯变换的定义
2.4.2 几种典型函数的拉氏变换
2.4.3 拉氏变换的积分下限问题
2.4.4 拉氏变换的几个基本法则
2.4.5 拉普拉斯反变换
2.4.6 用拉氏变换求解微分方程
2.5 传递函数
2.5.1 传递函数的概念及定义
2.5.2 关于传递函数的几点说明
2.5.3 典型环节的传递函数
2.6 动态结构图
2.6.1 动态结构图的概念
2.6.2 系统动态结构图的建立
2.6.3 结构图的基本形式
2.6.4 结构图的等效变换法则
2.6.5 结构图变换举例
2.7 自动控制系统及其环节的传递函数
2.8 信号流图及梅森增益公式
2.8.1 信号流图的组成
2.8.2 信号流图的绘制
2.8.3 梅森增益公式
2.9 控制系统分析仿真工具MATLAB简介
2.9.1 常量及变量的说明
2.9.2 基本运算
2.9.3 基本绘图操作
2.9.4 Simulink与控制系统仿真
2.10 应用MATLAB进行分析及运算
2.10.1 多项式描述及解代数方程
2.10.2 应用MATLAB进行拉普拉斯反变换
2.10.3 控制系统数学模型的MATLAB实现
小结
习题
第3章 时域分析法
3.1 典型控制过程及性能指标
3.1.1 典型控制过程
3.1.2 阶跃响应的性能指标
3.2 一阶系统分析
3.2.1 一阶系统的数学模型
3.2.2 一阶系统的单位阶跃响应
3.2.3 一阶系统的单位冲激响应
3.2.4 一阶系统的单位斜坡响应
3.2.5 三种响应之间的关系
3.3 二阶系统分析
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 二阶系统的单位冲激响应
3.3.4 二阶系统的单位斜坡响应
3.3.5 改善二阶系统响应特性的措施
3.3.6 二阶系统阶跃响应性能分析的应用
3.4 高阶系统分析
3.4.1 三阶系统的单位阶跃响应
3.4.2 高阶系统的单位阶跃响应
3.4.3 闭环主导极点
3.4.4 高阶系统的动态性能估算
3.5 稳定性与代数判据
3.5.1 稳定性的概念和定义
3.5.2 稳定性的代数判据
3.5.3 结构不稳定及其改进措施
3.6 稳态误差分析
3.6.1 误差及稳态误差的定义
3.6.2 稳态误差的计算
3.6.3 系统结构、外作用与稳态误差的关系
3.6.4 系统的型别和静态误差系数
3.6.5 改善系统稳态精度的方法
3.7 前置校正
3.7.1 稳定与精度
3.7.2 抗扰与跟踪
3.8 应用MATLAB分析系统的性能
3.8.1 时域响应曲线的绘制
3.8.2 用MATLAB命令求系统的时域性能指标
3.8.3 用MATLAB判断系统的稳定性
小结
习题
第4章 根轨迹法
4.1 根轨迹的基本概念
4.2 绘制根轨迹的基本条件和基本规则
4.2.1 绘制根轨迹的基本条件
4.2.2 绘制根轨迹的基本规则
4.3 特殊根轨迹
4.3.1 参数根轨迹
4.3.2 正反馈回路的根轨迹
4.3.3 滞后系统的根轨迹
4.4 系统闭环零极点分布与阶跃响应的关系
4.4.1 用闭环零极点表示的阶跃响应解析式
4.4.2 闭环零极点分布与阶跃响应的定性关系
4.4.3 主导极点与偶极子
4.4.4 利用主导极点估算系统的性能指标
4.5 应用根轨迹法进行参数设计
4.6 基于根轨迹的PID控制器设计
4.7 开环零极点的变化对根轨迹的影响
4.7.1 开环零点的变化对根轨迹的影响
4.7.2 开环极点的变化对根轨迹的影响
4.8 用MATLAB作根轨迹图
4.8.1 用MATLAB画根轨迹图
4.8.2 求根轨迹上任意点的增益值
4.8.3 对根轨迹指定区域进行放大
小结
习题
第5章 频域分析法
5.1 频率特性
5.1.1 幅相频率特性曲线
5.1.2 对数频率特性曲线
5.2 典型环节的频率特性
5.2.1 比例环节
5.2.2 惯性环节（一阶系统）
5.2.3 积分环节
5.2.4 振荡环节
5.2.5 微分环节
5.2.6 一阶不稳定环节
5.2.7 时滞环节
5.3 系统开环频率特性的绘制
5.4 用频域分析法分析控制系统的稳定性
5.4.1 开环频率特性与闭环特征根的关系
5.4.2 奈奎斯特稳定判据
5.4.3 虚轴上有开环极点时的奈奎斯特稳定判据
5.4.4 用对数频率特性判断系统的稳定性
5.4.5 控制系统的相对稳定性
5.5 开环频率特性与系统动态性能的关系
5.5.1 低频段
5.5.2 中频段
5.5.3 高频段
5.6 系统的闭环频率特性及频域性能指标
5.6.1 系统的闭环频率特性
5.6.2 系统频域指标和时域指标的关系
5.7 频域法校正
5.7.1 比例微分校正
5.7.2 超前校正
5.7.3 比例积分校正
5.7.4 滞后校正
5.7.5 PID校正
5.7.6 滞后-超前校正
5.8 用MATLAB进行频域分析
5.8.1 用MATLAB作伯德图
5.8.2 用MATLAB作奈奎斯特图
5.8.3 用MATLAB作包含有数值为零的极点的系统奈奎斯特图
5.8.4 用MATLAB求幅值裕度、相位裕度、剪切频率和增益交界频率
5.8.5 基于PID Tuner的控制器参数整定
小结
习题
第6章 采样系统分析
6.1 采样系统
6.2 采样过程与采样定理
6.2.1 采样过程的数学描述
6.2.2 采样信号的拉氏变换
6.2.3 采样信号的频谱
6.2.4 采样定理
6.3 信号保持
6.4 z变换理论
6.4.1 z变换定义
6.4.2 z变换方法
6.4.3 z变换性质
6.4.4 z反变换
6.4.5 用z变换法求解差分方程
6.5 脉冲传递函数
6.5.1 脉冲传递函数的定义
6.5.2 脉冲传递函数与差分方程
6.5.3 脉冲传递函数的求取
6.5.4 开环系统脉冲传递函数
6.5.5 闭环系统脉冲传递函数
6.6 采样系统性能分析
6.6.1 稳定性分析
6.6.2 稳态误差分析
6.6.3 动态性能分析
6.7 用MATLAB分析采样控制系统
6.7.1 模型的转换
6.7.2 时域分析
小结
习题
参考文献
