第1章 緒論
1.1 引言
1.2 控制理論的發(fā)展歷史
1.3 控制系統的基本概念
1.3.1 控制系統的基本構成
1.3.2 控制系統的分類
1.3.3 控制系統的質量指標
1.4 機電控制系統實例
1.5 MATLAB基礎
1.5.1 MATLAB簡介
1.5.2 MATLAB主要特點
習題

第2章 控制系統的時域模型
2.1 物理系統的微分方程
2.2 小偏差線性化
2.2.1 問題的提出
2.2.2 線性化
2.3 狀態(tài)與狀態(tài)方程
2.3.1 狀態(tài)與狀態(tài)變量
2.3.2 狀態(tài)方程
2.4 機械系統數學模型的建立
2.4.1 機械平移系統
2.4.2 機械轉動系統
2.4.3 機械傳動系統
2.5 其他系統建模
2.6 小結
習題

第3章 控制系統的復數域描述
3.1 拉氏變換
3.1.1 拉氏變換的定義
3.1.2 拉氏變換的性質
3.1.3 拉氏逆變換
3.1.4 拉氏變換的應用
3.1.5 MATLAB求解拉氏變換與拉氏逆變換
3.2 傳遞函數
3.2.1 傳遞函數的基本概念
3.2.2 關于傳遞函數的幾點說明
3.2.3 傳遞函數陣
3.3 動態(tài)結構圖
3.3.1 動態(tài)結構圖的基本元素
3.3.2 動態(tài)結構圖的化簡
3.4 信號流圖
3.4.1 信號流圖的基本元素
3.4.2 動態(tài)結構圖與信號流圖之間的轉換
3.4.3 梅森公式
3.4.4 基于MATLAB的結構圖變換仿真
3.5 典型環(huán)節(jié)與控制系統的傳遞函數
3.5.1 典型環(huán)節(jié)
3.5.2 控制系統的傳遞函數
3.6 機電控制系統中的傳感器與直流電動機
3.6.1 傳感器與編碼器
3.6.2 執(zhí)行電動機
3.7 實例分析
3.8 小結
習題

第4章 控制系統的時域響應
4.1 時域響應的性能指標
4.1.1 典型測試信號
4.1.2 時域性能指標
4.2 一階系統分析
4.2.1 單位階躍響應分析
4.2.2 單位斜坡響應分析
4.2.3 單位脈沖響應分析
4.2.4 特征根的分布與響應形式之間的關系
4.3 二階系統分析
4.3.1 單位階躍響應
4.3.2 單位階躍響應的性能指標
4.3.3 單位斜坡響應
4.3.4 特征根分布與。向應形式之間的關系
4.4 增加零、極點對系統動態(tài)過程的影響
4.4.1 單位反饋系統增加前向通路極點
4.4.2 單位反饋系統增加前向通路零點
4.4.3 閉環(huán)系統增加極點
4.4.4 閉環(huán)系統增加零點
4.5 高階系統近似
4.6 狀態(tài)空間模型的時域響應分析
4.7 MATLAB環(huán)境下時域響應分析
4.8 穩(wěn)定性分析
4.8.1 穩(wěn)定性概念
4.8.2 代數穩(wěn)定判據
4.8.3 相對穩(wěn)定性
4.9 實例分析
4.1 0小結
習題

第5章 反饋控制系統的性能
5.1 穩(wěn)態(tài)誤差
5.1.1 非線性與誤差
5.1.2 誤差的基本概念
5.1.3 典型輸入信號作用下的穩(wěn)態(tài)誤差
5.1.4 穩(wěn)態(tài)誤差與閉環(huán)傳遞函數之間的關系
5.2 反饋與參數魯棒性
5.2.1 參數靈敏度
5.2.2 反饋控制系統中的干擾信號
5.2.3 反饋的副作用
5.3 指標函數與最優(yōu)系統
5.3.1 時域法
5.3.2 頻域法
5.4 實例分析
5.5 小結
習題

第6章 根軌跡分析
6.1 基本概念
6.1.1 根軌跡
6.1.2 根軌跡方程
6.2 根軌跡繪制法則
6.3 根軌跡繪制舉例
6.4 其他形式的根軌跡
6.4.1 正反饋系統的根軌跡
6.4.2 非最小相位系統的根軌跡
6.4.3 參數根軌跡
6.5 根軌跡分析
6.6 MATLAB環(huán)境下根軌跡的繪制
6.7 實例分析
6.8 小結
習題

第7章 頻域分析法
7.1 頻率特性的概念
7.1.1 頻率特性的物理意義
7.1.2 頻率特性的數學意義
7.1.3 頻率特性的表示方法
7.1.4 頻率特性的性能指標
7.2 典型環(huán)節(jié)的頻率特性
7.2.1 比例環(huán)節(jié)
7.2.2 積分環(huán)節(jié)
7.2.3 微分環(huán)節(jié)
7.2.4 慣性環(huán)節(jié)
7.2.5 一階微分環(huán)節(jié)
7.2.6 二階振蕩環(huán)節(jié)
7.2.7 二階微分環(huán)節(jié)
7.2.8 一階不穩(wěn)定環(huán)節(jié)
7.2.9 延遲環(huán)節(jié)
7.3 控制系統的開環(huán)頻率特性
7.3.1 開環(huán)幅相特性
7.3.2 開環(huán)對數頻率特性
7.4 頻率特性的測試方法
7.5 頻域穩(wěn)定性判據
7.5.1 米哈伊洛夫定理
7.5.2 奈奎斯特穩(wěn)定性判據
7.5.3 關于原點處極點或零點的處理
7.5.4 穩(wěn)定性判據的對數形式
7.5.5 條件穩(wěn)定系統
7.5.6 多回路系統
7.6 穩(wěn)定裕度
7.7 系統頻域響應與時域響應的關系
7.7.1 典型二階系統時域響應與頻域響應的關系
7.7.2 一般系統時域響應與頻域響應之間的關系
7.7.3 開環(huán)頻率特性與閉環(huán)頻率特性之間的關系
7.8 基于MATLAB的頻域分析
7.9 實例分析
7.1 0小結
習題

第8章 控制系統設計
8.1 性能指標與設計方法
8.2 校正方式
8.3 串聯校正網絡
8.3.1 超前校正網絡
8.3.2 滯后校正網絡
8.3.3 滯后一超前校正網絡
8.4 超前校正網絡設計
8.4.1 超前校正網絡的頻域設計
8.4.2 超前校正網絡的根軌跡設計
8.5 滯后校正網絡設計
8.5.1 滯后校正網絡的頻域設計
8.5.2 滯后校正網絡的根軌跡設計
8.6 實例分析
8.7 小結
習題

第9章 狀態(tài)空間法基礎
9.1 引論
9.2 狀態(tài)空間表達式的建立
9.2.1 由結構圖模型建立狀態(tài)空間表達式
9.2.2 由傳遞函數模型建立狀態(tài)空間表達式
9.3 狀態(tài)變換
9.3.1 狀態(tài)向量的非唯一性及特征值不變性
9.3.2 常用標準型
9.3.3 MATLAB下建立狀態(tài)空間模型
9.4 系統能控性和能觀性
9.4.1 能控性
9.4.2 能觀性
9.4.3 單輸入系統的能控標準型和能觀標準型
9.4.4 系統能控性與能觀性的對偶原理
9.4.5 基于MATLAB的能控性與能觀性分析
9.5 李雅普諾夫穩(wěn)定性與判別方法
9.5.1 李雅普諾夫的穩(wěn)定性定義
9.5.2 李雅普諾夫的穩(wěn)定性判據
9.5.3 線性定常系統的李雅普諾夫穩(wěn)定性分析
9.5.4 基于MATLAB的李雅普諾夫穩(wěn)定性分析
9.6 線性定常系統的設計與綜合；
9.6.1 狀態(tài)反饋實現極點配置
9.6.2 最優(yōu)控制系統的設計
9.6.3 狀態(tài)觀測器及其應用
9.7 實例分析
9.8 小結
習題

第10章 線性離散系統分析
10.1 引論
10.2 信號的采樣與復現
10.2.1 采樣過程與采樣定理
10.2.2 信號保持
10.2.3 A／D轉換器和D／A轉換器
10.3 z變換理論
10.3.1 差分與差分方程
10.3.2 z變換的定義
10.3.3 z變換的方法
10.3.4 z變換的性質
10.3.5 z逆變換
10.4 脈沖傳遞函數
10.4.1 離散系統的數學定義
10.4.2 脈沖傳遞函數
10.5 離散系統響應的求解
10.5.1 z變換方法求解差分方程
10.5.2 利用MATLAB求解離散響應
10.6 線性定常離散系統的分析
10.6.1 線性離散系統的穩(wěn)定性
10.6.2 離散系統穩(wěn)態(tài)誤差
10.6.3 離散系統動態(tài)特性分析
10.6.4 用LTIVicwer對離散控制系統進行系統分析
10.7 實例分析
10.8 小結
習題
參考文獻