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(tǒng)的基本概念
1.3.1 控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成
1.3.2 控制系統(tǒng)的分類(lèi)
1.3.3 控制系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)
1.4 機(jī)電控制系統(tǒng)實(shí)例
1.5 MATLAB基礎(chǔ)
1.5.1 MATLAB簡(jiǎn)介
1.5.2 MATLAB主要特點(diǎn)
習(xí)題

第2章 控制系統(tǒng)的時(shí)域模型
2.1 物理系統(tǒng)的微分方程
2.2 小偏差線(xiàn)性化
2.2.1 問(wèn)題的提出
2.2.2 線(xiàn)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(jī)械系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立
2.4.1 機(jī)械平移系統(tǒng)
2.4.2 機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)
2.4.3 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)
2.5 其他系統(tǒng)建模
2.6 小結(jié)
習(xí)題

第3章 控制系統(tǒng)的復(fù)數(shù)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(zhì)
3.1.3 拉氏逆變換
3.1.4 拉氏變換的應(yīng)用
3.1.5 MATLAB求解拉氏變換與拉氏逆變換
3.2 傳遞函數(shù)
3.2.1 傳遞函數(shù)的基本概念
3.2.2 關(guān)于傳遞函數(shù)的幾點(diǎn)說(shuō)明
3.2.3 傳遞函數(shù)陣
3.3 動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖
3.3.1 動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖的基本元素
3.3.2 動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖的化簡(jiǎn)
3.4 信號(hào)流圖
3.4.1 信號(hào)流圖的基本元素
3.4.2 動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖與信號(hào)流圖之間的轉(zhuǎn)換
3.4.3 梅森公式
3.4.4 基于MATLAB的結(jié)構(gòu)圖變換仿真
3.5 典型環(huán)節(jié)與控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
3.5.1 典型環(huán)節(jié)
3.5.2 控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
3.6 機(jī)電控制系統(tǒng)中的傳感器與直流電動(dòng)機(jī)
3.6.1 傳感器與編碼器
3.6.2 執(zhí)行電動(dòng)機(jī)
3.7 實(shí)例分析
3.8 小結(jié)
習(xí)題

第4章 控制系統(tǒng)的時(shí)域響應(yīng)
4.1 時(shí)域響應(yīng)的性能指標(biāo)
4.1.1 典型測(cè)試信號(hào)
4.1.2 時(shí)域性能指標(biāo)
4.2 一階系統(tǒng)分析
4.2.1 單位階躍響應(yīng)分析
4.2.2 單位斜坡響應(yīng)分析
4.2.3 單位脈沖響應(yīng)分析
4.2.4 特征根的分布與響應(yīng)形式之間的關(guān)系
4.3 二階系統(tǒng)分析
4.3.1 單位階躍響應(yīng)
4.3.2 單位階躍響應(yīng)的性能指標(biāo)
4.3.3 單位斜坡響應(yīng)
4.3.4 特征根分布與。向應(yīng)形式之間的關(guān)系
4.4 增加零、極點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程的影響
4.4.1 單位反饋系統(tǒng)增加前向通路極點(diǎn)
4.4.2 單位反饋系統(tǒng)增加前向通路零點(diǎn)
4.4.3 閉環(huán)系統(tǒng)增加極點(diǎn)
4.4.4 閉環(huán)系統(tǒng)增加零點(diǎn)
4.5 高階系統(tǒng)近似
4.6 狀態(tài)空間模型的時(shí)域響應(yīng)分析
4.7 MATLAB環(huán)境下時(shí)域響應(yīng)分析
4.8 穩(wěn)定性分析
4.8.1 穩(wěn)定性概念
4.8.2 代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)
4.8.3 相對(duì)穩(wěn)定性
4.9 實(shí)例分析
4.1 0小結(jié)
習(xí)題

第5章 反饋控制系統(tǒng)的性能
5.1 穩(wěn)態(tài)誤差
5.1.1 非線(xiàn)性與誤差
5.1.2 誤差的基本概念
5.1.3 典型輸入信號(hào)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(shù)之間的關(guān)系
5.2 反饋與參數(shù)魯棒性
5.2.1 參數(shù)靈敏度
5.2.2 反饋控制系統(tǒng)中的干擾信號(hào)
5.2.3 反饋的副作用
5.3 指標(biāo)函數(shù)與最優(yōu)系統(tǒng)
5.3.1 時(shí)域法
5.3.2 頻域法
5.4 實(shí)例分析
5.5 小結(jié)
習(xí)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(tǒng)的根軌跡
6.4.2 非最小相位系統(tǒng)的根軌跡
6.4.3 參數(shù)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(shí)例分析
6.8 小結(jié)
習(xí)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(shù)學(xué)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(biāo)
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(tǒng)的開(kāi)環(huán)頻率特性
7.3.1 開(kāi)環(huán)幅相特性
7.3.2 開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性
7.4 頻率特性的測(cè)試方法
7.5 頻域穩(wěn)定性判據(jù)
7.5.1 米哈伊洛夫定理
7.5.2 奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)
7.5.3 關(guān)于原點(diǎn)處極點(diǎn)或零點(diǎn)的處理
7.5.4 穩(wěn)定性判據(jù)的對(duì)數(shù)形式
7.5.5 條件穩(wěn)定系統(tǒng)
7.5.6 多回路系統(tǒng)
7.6 穩(wěn)定裕度
7.7 系統(tǒng)頻域響應(yīng)與時(shí)域響應(yīng)的關(guān)系
7.7.1 典型二階系統(tǒng)時(shí)域響應(yīng)與頻域響應(yīng)的關(guān)系
7.7.2 一般系統(tǒng)時(shí)域響應(yīng)與頻域響應(yīng)之間的關(guān)系
7.7.3 開(kāi)環(huán)頻率特性與閉環(huán)頻率特性之間的關(guān)系
7.8 基于MATLAB的頻域分析
7.9 實(shí)例分析
7.1 0小結(jié)
習(xí)題

第8章 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
8.1 性能指標(biāo)與設(shè)計(jì)方法
8.2 校正方式
8.3 串聯(lián)校正網(wǎng)絡(luò)
8.3.1 超前校正網(wǎng)絡(luò)
8.3.2 滯后校正網(wǎng)絡(luò)
8.3.3 滯后一超前校正網(wǎng)絡(luò)
8.4 超前校正網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)
8.4.1 超前校正網(wǎng)絡(luò)的頻域設(shè)計(jì)
8.4.2 超前校正網(wǎng)絡(luò)的根軌跡設(shè)計(jì)
8.5 滯后校正網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)
8.5.1 滯后校正網(wǎng)絡(luò)的頻域設(shè)計(jì)
8.5.2 滯后校正網(wǎng)絡(luò)的根軌跡設(shè)計(jì)
8.6 實(shí)例分析
8.7 小結(jié)
習(xí)題

第9章 狀態(tài)空間法基礎(chǔ)
9.1 引論
9.2 狀態(tài)空間表達(dá)式的建立
9.2.1 由結(jié)構(gòu)圖模型建立狀態(tài)空間表達(dá)式
9.2.2 由傳遞函數(shù)模型建立狀態(tài)空間表達(dá)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(biāo)準(zhǔn)型
9.3.3 MATLAB下建立狀態(tài)空間模型
9.4 系統(tǒng)能控性和能觀(guān)性
9.4.1 能控性
9.4.2 能觀(guān)性
9.4.3 單輸入系統(tǒng)的能控標(biāo)準(zhǔn)型和能觀(guān)標(biāo)準(zhǔn)型
9.4.4 系統(tǒng)能控性與能觀(guān)性的對(duì)偶原理
9.4.5 基于MATLAB的能控性與能觀(guān)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(jù)
9.5.3 線(xiàn)性定常系統(tǒng)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(xiàn)性定常系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與綜合；
9.6.1 狀態(tài)反饋實(shí)現(xiàn)極點(diǎn)配置
9.6.2 最優(yōu)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
9.6.3 狀態(tài)觀(guān)測(cè)器及其應(yīng)用
9.7 實(shí)例分析
9.8 小結(jié)
習(xí)題

第10章 線(xiàn)性離散系統(tǒng)分析
10.1 引論
10.2 信號(hào)的采樣與復(fù)現(xiàn)
10.2.1 采樣過(guò)程與采樣定理
10.2.2 信號(hào)保持
10.2.3 A／D轉(zhuǎn)換器和D／A轉(zhuǎn)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(zhì)
10.3.5 z逆變換
10.4 脈沖傳遞函數(shù)
10.4.1 離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)定義
10.4.2 脈沖傳遞函數(shù)
10.5 離散系統(tǒng)響應(yīng)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(yīng)
10.6 線(xiàn)性定常離散系統(tǒng)的分析
10.6.1 線(xiàn)性離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性
10.6.2 離散系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差
10.6.3 離散系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析
10.6.4 用LTIVicwer對(duì)離散控制系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)分析
10.7 實(shí)例分析
10.8 小結(jié)
習(xí)題
參考文獻(xiàn)