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第一章 引言1

1-1 控制系统2

1-2 何谓反馈及其影响8

1-3 反馈控制系统的种类14

1-4 摘要19

复习问题19

第二章 数学基础21

2-1 引言22

2-2 复变数的观念22

2-3 微分方程式26

2-4 拉氏转换29

2-5 以部份分式展开法求反拉氏转换37

2-6 以拉氏转换求解线性常微分方程式的应用43

2-7 基本矩阵理论47

2-8 矩阵代数53

2-9 状态方程式的向量——矩阵形成61

2-10 差分方程式62

2-11 z转换64

2-12 以z转换求解线性差分方程式的应用76

2-13 摘要78

复习问题78

参考数据78

习题81

第三章 转移函数、方块图及信号流程图87

3-1 引言88

3-2 线性系统的脉冲响应和转移函数88

3-3 方块图93

3-4 信号流程图99

3-5 信号流程图的基本特性摘要103

3-6 信号流程图的定义103

3-7 信号流程图代数107

3-8 信号流程图的作图实例109

3-9 信号流程图的一般增益公式114

3-10 一般增益公式对方块图的应用121

3-11 状态图122

3-12 断续数据系统的转移函数129

3-13 摘要141

复习问题141

参考数据142

习题143

第四章 物理系统的数学模式化161

4-1 引言162

4-2 电网络的方程式163

4-3 机械系统组件的模式化167

4-4 机械系统的方程式186

4-5 控制系统中的传感器与编码器197

4-6 控制系统中的直流马达215

4-7 非线性系统的线性化230

4-8 带有传输落后的系统237

4-9 摘要240

复习问题240

参考数据242

习题243

第五章 线性动态系统的状态变量分析269

5-1 引言270

5-2 状态方程式的矩阵表示法270

5-3 状态转移矩阵274

5-4 状态转移方程式279

5-5 状态方程式和高阶微分方程式间的关系287

5-6 转换至相位变量标准式293

5-7 状态方程式和转移函数间的关系298

5-8 特性方程式与特性值302

5-9 转移函数的分解304

5-10 线性系统的可控制性311

5-11 线性系统的可观测性317

5-12 线性断续数据系统的状态方程式320

5-13 断续状态方程式的Z转换解325

5-14 断续数据系统的状态图328

5-15 最后一个描述例题：磁球悬吊系统334

5-16 摘要338

复习问题339

参考数据340

习题340

第六章 线性控制系统的稳定度367

6-1 引言368

6-2 有界输入有界输出稳定度连续数据系统368

6-3 连续数据系统的零输入稳定度371

6-4 求线性连续数据系统稳定度的方法373

6-5 路兹、哈维次准则375

6-6 断续数据系统的稳定度385

6-7 断续数据系统的稳定度测试387

6-8 摘要391

复习问题392

参考数据394

习题394

第七章 控制系统的时域分析403

7-1 连续数据系统的时间响应：引言404

7-2 控制系统时间响应的典型测试信号405

7-3 控制系统的时域性能——稳态误差407

7-4 连续数据控制系统的时域性能——瞬时响应426

7-5 一个标准二阶系统的瞬时响应428

7-6 位置控制系统的时域分析440

7-7 极点和零点加到转移函数的响应455

7-8 转移函数的主极点461

7-9 用低阶系统来近似高阶系统：连续数据系统464

7-10 断续数据系统的时间响应：引言478

7-11 s平面和z平面轨迹间的映像484

7-12 特性方程式根和瞬时响应间的关系489

7-13 断续数据系统的稳态误差分析492

7-14 摘要497

复习问题498

参考数据500

习题501

第八章 根轨迹技巧517

8-1 引言518

8-2 根轨迹的基本性质519

8-3 完全根轨迹的作图525

8-4 根轨迹作图的一些重要性质561

8-5 根廓线——多参数变化570

8-6 断续数据控制系统的根轨迹580

8-7 摘要585

复习问题586

参考数据587

习题589

第九章 控制系统的时域设计599

9-1 引言600

9-2 PID控制器的时域设计603

9-3 相位超前控制器的时域设计625

9-4 相位落后控制器的时域设计636

9-5 超前-落后控制器647

9-6 极点与零点抵消控制652

9-7 顺向和前馈补偿662

9-8 强健控制系统的设计670

9-9 次回路反馈控制678

9-10 状态反馈控制684

9-11 经由状态反馈的极点安置设计686

9-12 有积分控制的状态反馒（4）691

9-13 控制器的数字制作700

9-14 摘要706

复习问题707

参考数据708

习题708

第十章 控制系统的频域分析733

10-1 引言734

10-2 典型二阶系统的Mp，ωp和频带宽度739

10-3 增加零点于开回路转移函数的影响745

10-4 增加极点于开回路转移函数的影响750

10-5 倪奎士稳定准则752

10-6 根轨迹与倪奎士图的关系771

10-7 倪奎士准则应用的说明例子774

10-8 增加G（s）H（s）的极点与零点对倪奎士轨迹形状的影响790

10-9 多回路系统的稳定度分析797

10-10 带有时间延迟线性控制系统的稳定度800

10-11 相对稳定度——增益边限、相位边限和Mp806

10-12 波德图于稳定度的分析813

10-13 由波德图大小曲线的斜率求相对稳定度819

10-14 以增益——相位图做稳定度分析822

10-15 G（jω)平面上常数M的轨迹824

10-16 G（jω）平面上常数相位的轨迹829

10-17 大小对相位平面上的常数M和常数N轨迹尼可图831

10-18 尼可图于非单位反馈系统的应用836

10-19 频域中的灵敏度研究837

10-20 断续数据控制系统的频域分析842

10-21 摘要846

复习问题847

参考数据849

习题849

第十一章 控制系统的频域设计867

11-1 引言868

11-2 PD控制器的设计873

11-3 PI控制器的设计877

11-4 PID控制器的设计883

11-5 相位超前控制器的设计886

11-6 相位落后控制器的设计901

11-7 超前-落后（落后-超前）控制器的设计915

11-8 桥氏T型（凹槽）控制器的设计919

11-9 摘要927

复习问题927

习题928

附录A 频域图939

A-1 极坐标图940

A-2 波德图（转角图或渐近图）947

A-3 大小对相位图961

A-4 增益和相位交越点963

A-5 最小相位及非最小相位函数964

附录B 拉氏转换表967

选择性习题解答与提示970

中英对照980