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目录1

1章 绪论1

1.1　自动控制的发展1

1.2 自动控制的基本概念3

1.3 自动控制的基本术语7

1．控制系统中的各部分信号7

2．构成自动控制系统的元件8

1.4 自动控制系统的分类12

1．根据给定目标值的变化来分类12

2．根据控制量的种类来分类13

3．线性和非线性14

4．连续控制系统和采样控制系统15

习题15

1．线性系统的微分方程式16

2.1 微分方程式和拉普拉斯变换16

2章　线性自动控制系统的理论基础16

2．拉普拉斯变换和微分方程式的解法23

2.2　传递函数和方块图36

1．传递函数36

2．基本环节的过渡响应38

3．串联系统的过渡响应45

4．方块图及其变换51

5．信号流图62

6．求系统传递函数的环路法72

2.3　频率响应85

1．频率响应的表示方法85

2．基本环节的频率响应89

3．实际控制系统的频率响应99

4．最小相位移系统103

习题106

3章　反馈控制系统的特性113

3.1　反馈的作用113

1．伺服系统的反馈113

2．过程控制系统的反馈118

3．多容系统的反馈124

3.2　稳定判据126

1．劳斯稳定判据127

2．霍尔维茨稳定判据129

3．乃奎斯特稳定判据131

3.3 闭环频率特性的求法136

1．用乃奎斯特图的方法136

2．用逆乃奎斯特图的方法138

3．尼克尔斯图（用增益—相位图的方法）139

3.4 自动控制系统的性能指标141

1．自动控制系统的稳态特性142

2．自动控制系统的动态特性152

3.5　根轨迹法165

1．根轨迹原理165

2．描绘根轨迹的一般方法168

习题175

4章　线性控制系统的设计180

4.1 线性控制系统的设计步骤180

1．伺服系统的设计步骤181

2．过程控制系统的设计步骤182

4.2　伺服系统的综合184

1．串联补偿（校正）184

2．反馈补偿203

3．采用根轨迹法的补偿206

1．过程控制系统的组成环节211

4.3　过程控制系统的设计211

2．调节器的控制规律218

3．基于动态响应的过程控制系统的设计221

4．频率特性上的设计222

习题225

5章　非线性控制系统227

5.1　非线性的种类227

5.2　相平面分析法230

1．相平面作图法231

2．从相平面上求总能量和时间234

3．奇点与极限环236

4．非线性控制系统的相平面分析243

5.3　描述函数法246

1．描述函数246

2．各种非线性元件的描述函数247

3．乃奎斯特图分析255

习题258

6章　采样控制系统260

6.1 采样信号及其频率特性261

1．采样信号261

2．采样信号的频率特性263

6.2　z变换法266

1．z变换266

2．z反变换268

3．z变换有关定理270

4．s平面与z平面的映象关系272

6.3　采样系统的设计273

1．脉冲传递函数法273

2．双线性变换法276

3．z域稳定判据278

习题281

7章　最优控制系统283

7.1 系统的状态变量描述283

1．连续系统的描述283

2．离散系统的描述286

3．可观测性和可控制性289

4．最优控制的几个常用术语295

7.2　古典变分法296

7.3　最优调节器与观测器299

1．最优调节器问题299

2．观测器302

7.4　极大值原理305

7.5　动态规划法309

1．最优化原理309

2．连续系统的动态规则最优控制311

3．线性离散系统的动态规则最优控制313

7.6 李亚普诺夫稳定判据316

习题319

附录1 矩阵、向量的微分320

附录2　正定与半正定322

8章　随机控制系统323

8.1 随机控制系统的数学模型323

8.2　随机最优估计324

1．离散随机控制系统的简化数学模型324

2．离散随机控制系统的简化噪声特性325

3．离散随机控制系统的卡尔曼滤波递推公式326

4．连续随机控制系统的卡尔曼滤波公式329

8.8 随机最优控制332

习题解答335