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第1章 自动控制系统的基本概念1

1.1 引言1

1.2 自动控制系统的基本控制方式1

1.2.1 开环控制2

1.2.2 闭环控制（反馈控制）3

1.2.3 复合控制6

1.2.4 开环控制、闭环控制和复合控制的比较7

1.3 自动控制系统的分类8

1.3.1 按输入量的特征分类8

1.3.2 按控制系统的特征方程式分类8

1.3.3 按系统中信号的连续性和离散性分类8

1.4 对自动控制系统的基本要求9

1.5 自动控制技术和理论的发展概况9

1.6 本课程的性质、任务和要求11

1.6.1 本课程的性质11

1.6.2 本课程的任务11

1.6.3 学习本课程的要求11

本章小结11

习题12

第2章 控制系统的数学模型13

2.1 引言13

2.2 微分方程描述13

2.3 非线性数学模型的线性化17

2.4 用拉普拉斯变换求解线性微分方程18

2.5 传递函数27

2.5.1 传递函数的概念和定义27

2.5.2 传递函数的性质28

2.5.3 典型环节的传递函数29

2.6 方块图33

2.6.1 方块图的组成及特点33

2.6.2 方块图的等效变换（化简）34

2.6.3 利用方块图的等效变换求系统的传递函数37

本章小结40

习题41

第3章 控制系统的时域分析法43

3.1 引言43

3.2 控制系统时间响应的性能指标（时域指标）43

3.3 一阶系统的时域分析44

3.4 二阶系统的时域分析46

3.5 高阶系统的时域分析52

3.6 控制系统的稳定性56

3.7 控制系统的稳态误差60

本章小结64

习题65

第4章 根轨迹法67

4.1 引言67

4.2 根轨迹的基本概念67

4.3 绘制根轨迹的基本条件和基本规则68

4.3.1 绘制根轨迹的基本条件68

4.3.2 绘制根轨迹的基本规则70

4.4 应用根轨迹法分析系统的性能80

4.4.1 分析系统性能的一般步骤80

4.4.2 闭环零、极点的位置对系统性能的影响81

本章小结84

习题84

第5章 控制系统的频域分析法（频率法）85

5.1 引言85

5.2 频率特性85

5.2.1 频率特性的基本概念85

5.2.2 频率特性的图形表示法87

5.3 典型环节的频率特性90

5.3.1 惯性环节90

5.3.2 振荡环节92

5.3.3 积分环节94

5.3.4 微分环节95

5.3.5 一阶比例微分环节96

5.3.6 比例环节96

5.3.7 延迟环节97

5.4 控制系统开环频率特性的绘制98

5.4.1 极坐标图98

5.4.2 伯德图100

5.4.3 最小相位系统和非最小相位系统102

5.5 奈奎斯特（Nyquist）稳定判据104

5.5.1 奈奎斯特（Nyquist）稳定判据104

5.5.2 稳定裕度（量）105

5.6 闭环频率特性及闭环频域指标107

5.7 频域分析与时域分析的关系108

5.7.1 频域与时域的动态性能指标之间的关系108

5.7.2 系统的稳态误差与开环对数频率特性之间的关系112

5.7.3 开环频率特性与时域响应的关系114

5.8 用实验方法确定频率特性118

5.8.1 测定频率特性的实验方法118

5.8.2 由伯德图确定系统的传递函数118

本章小结121

习题122

第6章 控制系统的校正124

6.1 引言124

6.1.1 校正的基本概念124

6.1.2 校正方式的分类124

6.2 常用校正装置及其特性125

6.2.1 超前校正装置125

6.2.2 滞后校正装置127

6.2.3 滞后－超前校正装置130

6.3 应用频率法对系统进行串联校正131

6.3.1 串联超前校正132

6.3.2 串联滞后校正134

6.4 按期望模型对系统进行串联校正136

6.4.1 典型Ⅰ型（二阶）开环模型及其特性137

6.4.2 按最佳二阶开环模型设计校正装置138

6.4.3 典型Ⅱ型（三阶）开环模型及其特性139

6.4.4 按典型Ⅱ型系统期望开环模型设计校正装置141

6.5 并联校正142

本章小结145

习题146

参考文献148