第1章绪论1.1自动控制的发展概述1.2控制系统工作原理1.3自动控制系统的类型1.3.1开环控制系统和闭环控制系统1.3.2定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统1.3.3连续控制系统和离散控制系统1.3.4线性控制系统和非线性控制系统1.3.5单变量控制系统和多变量控制系统1.4小结习题第2章线性控制系统的运动方程及模型描述2.1引言2.2传递函数2.2.1传递函数的定义2.2.2传递函数的极点和零点2.2.3典型环节及其传递函数 2.3线性控制系统的数学模型2.3.1电气系统的数学模型2.3.2机械系统的数学模型2.3.3工业过程装置的数学模型2.3.4检测与执行装置的数学模型2.3.5典型对象或环节的数学模型 2.4框图2.4.1框图的基本符号和连接2.4.2框图的变换和简化2.5信号流图2.5.1信号流图常用术语2.5.2框图及相应的信号流图2.5.3框图与信号流图的转换2.5.4信号流图的运算与简化规则2.5.5梅森增益公式2.6应用MATLAB对数学模型进行描述2.6.1应用MATLAB进行数学模型转换2.6.2应用MATLAB求系统时域解2.6.3基于MATLAB求取系统传递函数2.7运用工程知识解决控制系统复杂工程问题2.7.1槽式反应器的温度控制系统2.7.2反应器的温度控制系统框图2.7.3被控对象的特性分析及数学模型的建立2.7.4构建适应被控对象特性变化的控制系统2.8小结习题第3章连续控制系统的时域和频域分析方法3.1引言3.2连续控制系统的时域分析法3.2.1典型输入信号3.2.2控制系统的瞬态响应及性能指标3.3连续控制系统的根轨迹分析法3.3.1根轨迹法的基本概念3.3.2绘制根轨迹的基本条件和规则3.3.3根轨迹绘制方法举例3.4连续控制系统的频域分析法3.4.1频率特性及其与传递函数的关系3.4.2频率特性的图示方法3.5基于MATLAB的时域和频域分析方法3.5.1利用MATLAB求系统的时域响应3.5.2利用MATLAB计算时域性能指标3.5.3应用MATLAB分析系统根轨迹3.5.4应用MATLAB绘制Bode图示例3.5.5应用MATLAB绘制Nyquist图示例3.5.6应用MATLAB绘制Nichols图示例3.6基于学科和专业基础知识分析控制系统复杂工程问题3.6.1生物发酵过程自动控制系统组成3.6.2生物发酵过程输入量（控制量）与输出量（被控量）的关联性分析3.6.3金霉素发酵过程关键变量的优化控制3.7小结习题第4章闭环控制系统的稳定性分析4.1引言4.2劳斯稳定判据4.2.1系统稳定性的初步判别4.2.2劳斯判据4.2.3劳斯判据的特殊情况4.2.4劳斯判据的应用4.3奈奎斯特稳定判据4.3.1映射定理4.3.2奈奎斯特稳定判据原理4.3.3开环极点或零点位于jω轴上时的奈奎斯特判据4.4伯德图的稳定性分析4.4.1增益裕量和相角裕量4.4.2相角裕量与过渡过程性能指标的关系4.4.3最小相位系统和非最小相位系统4.5闭环频率特性4.5.1由开环频率特性求取闭环频率特性4.5.2等M圆图和等N圆图4.5.3尼柯尔斯图线4.6应用MATLAB判断系统的稳定性4.7小结习题第5章闭环控制系统的误差分析5.1引言5.2控制系统的稳态误差5.2.1稳态误差和误差传递函数5.2.2控制系统的结构类型5.2.3给定输入下(随动系统)的稳态误差5.2.4扰动输入下(定值系统)的稳态误差5.3稳态误差与对数幅频特性曲线的关系5.3.1稳态位置误差系数的确定5.3.2稳态速度误差系数的确定5.3.3稳态加速度误差系数的确定5.3.4减小稳态误差的若干措施5.4使用现代工具对控制系统的复杂工程问题进行预测与模拟5.4.1基于偏差的自动控制系统构成5.4.2参数优化（搜索）中存在的问题5.4.3并行搜索的基本思想5.4.4基于矩阵的多个单纯形并行搜索5.4.5应用举例5.5小结习题第6章闭环控制系统的综合校正6.1引言6.2控制系统的根轨迹校正方法6.2.1基于根轨迹的超前校正6.2.2基于根轨迹的滞后校正6.3控制系统的频率特性校正方法6.3.1基于伯德图的超前校正6.3.2基于伯德图的滞后校正6.4PID控制器特性分析及应用6.4.1PID控制规律6.4.2PID控制器参数对控制过程的影响6.4.3PID控制器参数对系统根轨迹的影响6.4.4PID控制器参数对系统频率特性稳定裕量的影响6.5小结习题第7章控制系统的状态空间分析与设计7.1引言 7.2控制系统的状态空间描述7.2.1状态空间描述的基本概念7.2.2状态空间表达式的建立7.2.3状态空间的线性变换与规范化7.3线性定常连续系统状态方程的解法7.4线性系统的能控性和能观性7.4.1能控性和能观性概念的提出7.4.2线性定常连续系统能控性定义及其判据7.4.3线性定常连续系统能观性定义及其判据7.4.4能控性与能观性的对偶关系7.4.5能控性和能观性与传递函数(矩阵)的关系7.5控制系统的状态空间设计7.5.1状态反馈与极点配置7.5.2状态重构与状态观测器7.6MATLAB在状态空间法中的应用7.6.1状态空间模型建立与转换7.6.2能控性与能观性的判定7.6.3状态反馈系统极点配置7.7小结习题附录AA.1拉氏变换A.1.1拉氏变换的定义A.1.2基本函数的拉氏变换A.1.3拉氏变换的主要运算定理A.2拉氏变换求解线性常微分方程A.2.1拉氏反变换A.2.2拉氏变换的应用举例A.3海维塞德部分分式展开法参考文献