目录前言D11章控制系统一般概念11.1引言11.2控制科学与控制论、系统论、信息论21.3自动控制的发展21.4自动控制系统分类和组成41.4.1自动控制的有关概念41.4.2自动控制系统分类41.4.3开环控制系统与闭环控制系统51.4.4恒值控制系统和伺服系统71.5闭环控制系统的基本组成81.6现代控制系统实例101.7对控制系统的基本要求141.8典型控制输入信号或者测试信号15习题17D12章控制系统的数学模型202.1控制系统的微分方程202.1.1控制系统微分方程的建立202.1.2非线性系统的线性近似242.2控制系统的传递函数272.2.1传递函数的定义272.2.2常用控制元件的传递函数322.3控制系统的频率特性332.3.1频率特性的基本概念332.3.2频率特性的几何表示方法352.4控制系统的状态空间模型372.4.1状态变量与状态空间372.4.2状态空间表达式372.4.3各数学模型间的相互转换402.5控制系统的结构图与信号流图462.5.1控制系统的结构图462.5.2控制系统的信号流图512.6典型控制系统的数学模型542.7拉普拉斯变换572.7.1拉普拉斯变换的定义572.7.2拉普拉斯变换的常用定理582.7.3拉普拉斯逆变换612.7.4利用拉普拉斯变换法求解微分方程64习题65D13章时域分析法703.1控制系统的时域响应和时域性能指标703.1.1控制系统的时域响应703.1.2控制系统的时域性能指标703.2线性系统的动态性能分析713.2.1一阶系统的动态性能分析713.2.2二阶系统的动态性能分析763.2.3高阶系统的动态性能近似分析883.3线性系统的稳定性分析903.3.1系统稳定性的基本概念903.3.2线性定常系统稳定的充要条件913.3.3劳斯判据923.4线性系统的稳态性能分析983.4.1误差及稳态误差983.4.2系统稳态误差的一般性分析1013.4.3利用前馈控制减小或消除稳态误差的方法1073.5PID控制器设计1123.5.1PID控制原理及形式1133.5.2PID参数整定方法1153.5.3时域法的设计实例121习题125D14章根轨迹法1324.1根轨迹法的基本概念1324.1.1根轨迹的基本概念1324.1.2根轨迹与系统性能关系分析1334.1.3根轨迹方程1344.2绘制根轨迹的一般方法1364.2.1180°根轨迹(常规根轨迹)1364.2.20°根轨迹1474.2.3参数根轨迹1484.3根轨迹法设计实例150习题156D15章频率响应法1595.1控制系统的频率响应1595.1.1频率响应的概念1595.1.2利用频率响应的概念求稳态输出1615.2开环极坐标图1635.2.1典型环节的极坐标图1635.2.2开环传递函数的极坐标图绘制1685.3开环Bode图1715.3.1典型环节的Bode图1715.3.2开环传递函数的Bode图绘制1765.3.3用Matlab绘制系统的Bode图1805.3.4*小相角和非*小相角系统1825.4频域稳定判据1845.4.1Nyquist稳定判据的数学基础1855.4.2对数频域稳定判据1915.4.3频域稳定裕度1925.5频域性能指标1945.6用Matlab分析系统稳定性1985.7校正补偿及设计2025.7.1典型补偿环节2025.7.2补偿设计实例204习题210D16章线性离散系统分析2166.1离散系统的基本概念2166.1.1采样控制系统2166.1.2数字控制系统2186.1.3离散控制系统的特点2196.2信号采样与保持2206.2.1信号采样2206.2.2零阶保持器2216.3z变换理论2216.3.1z变换定义2216.3.2z变换方法2226.3.3z变换的基本性质2236.3.4z反变换2246.4离散系统的数学模型2266.4.1线性常系数差分方程及其解法2266.4.2脉冲传递函数2296.4.3开环系统脉冲传递函数2316.4.4闭环系统脉冲传递函数2336.5离散系统的性能分析2356.5.1稳定性分析2356.5.2离散系统的稳态误差2386.6离散系统的数字PID控制241习题243D17章状态反馈系统设计2467.1系统的可控性与可观性2467.1.1系统的可控性2467.1.2系统的可观性2477.1.3系统的可控性与可观性判据2487.2用状态反馈配置闭环系统的极点2497.2.1状态反馈与极点配置2507.2.2用Matlab工具箱进行控制律设计251习题254D18章非线性控制系统分析2578.1引言2578.2非线性控制系统概述2578.2.1非线性系统的特点2578.2.2非线性系统的分析与设计方法2608.3常见非线性特性及其对系统性能的影响2608.4描述函数法2658.4.1描述函数的基本概念2658.4.2典型非线性特性描述函数2678.4.3非线性系统的简化2728.4.4描述函数法进行非线性系统分析2758.5非线性控制系统仿真实例279习题282D19章现代控制系统案例分析2859.1磁悬浮球控制系统2859.1.1磁悬浮球系统的结构和工作机理2859.1.2磁悬浮球的数学模型2859.1.3磁悬浮球的PID控制2869.2彩色显像管厂玻璃窑炉控制系统2889.2.1玻璃窑炉结构与工作原理2889.2.2玻璃窑炉的温度控制2899.3炼油厂蒸馏塔加热炉纯滞后温度控制系统2939.3.1石油分馏加工流程简介2939.3.2加热炉数学模型的建立2949.3.3加热炉温度系统的PID控制算法设计与研究2949.4四旋翼飞行器视觉跟踪控制系统2979.4.1四旋翼飞行器的结构和飞行原理2979.4.2四旋翼俯仰方向飞行器模型的建立和PID控制299附录中英文术语对照301参考文献304