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第一章 绪论1

第一节 自动控制系统的一般概念2

第二节 开环控制与闭环控制4

一、开环控制4

二、闭环控制4

第三节 自动控制系统示例5

一、电压调节系统5

二、函数记录仪6

三、飞机-自动驾驶仪系统7

第四节 自动控制系统的分类8

一、恒值调节系统、程序控制系统和随动系统8

二、线性系统和非线性系统8

三、定常系统和时变系统9

四、连续系统和离散系统9

第五节 控制系统的组成及对控制系统的基本要求9

一、控制系统的基本组成9

二、对控制系统性能的要求10

第六节 自动控制技术在军事仓储中的应用11

一、收发作业自动控制11

二、库房内温、湿度自动控制11

三、消防自动控制12

四、防盗报警自动控制12

五、自动化立体库房13

习题15

第二章 系统的数学模型16

第一节 系统的微分方程16

一、系统动态微分方程的建立16

二、线性定常微分方程的求解17

第二节 传递函数19

一、传递函数的定义和性质19

二、典型环节的传递函数20

第三节 框图和系统的传递函数22

一、绘制系统方框图的一般步骤22

二、框图的等效变换23

三、控制系统的传递函数27

第四节 用MATLAB建立数学模型29

小结31

习题31

第三章 系统的时域分析33

第一节 典型的试验信号33

一、阶跃输入信号33

二、斜坡输入信号33

三、等加速度信号34

四、脉冲信号34

五、正弦信号34

第二节 系统时间响应的性能指标35

一、动态过程与稳态过程35

二、动态性能和稳态性能35

第三节 一阶系统的时域响应36

一、单位阶跃响应37

二、单位斜坡响应37

三、单位脉冲响应38

第四节 二阶系统的时域响应39

一、二阶系统的数学模型39

二、欠阻尼二阶系统阶跃响应的动态性能指标41

第五节 高阶系统的时域响应45

第六节 用MATLAB求控制系统的瞬态响应46

一、用MATLAB求控制系统的单位阶跃响应46

二、用MATLAB求控制系统的单位脉冲响应47

三、用MATLAB求控制系统的单位斜坡响应48

第七节 线性定常系统的稳定性49

一、稳定性的基本概念50

二、稳定的充要条件50

三、劳斯（Routh）稳定判据50

第八节 控制系统的稳态误差54

一、稳态误差的定义54

二、给定输入下的稳态误差54

三、扰动作用下的稳态误差56

小结57

习题58

第四章 根轨迹法60

第一节 根轨迹法的基本概念60

一、什么是根轨迹60

二、根轨迹的幅值条件和相角条件61

第二节 用MATLAB绘制控制系统的根轨迹64

第三节 非最小相位系统的根轨迹70

一、正反馈回路的根轨迹71

二、系统中含有非最小相位元件71

三、滞后系统的根轨迹71

第四节 用根轨迹法分析控制系统72

一、用根轨迹法确定系统的有关参数72

二、确定指定K0时的闭环传递函数74

三、确定具有指定阻尼比ζ的闭环极点和单位阶跃响应75

第五节 例题分析76

小结79

习题80

第五章 频率响应分析法84

第一节 频率特性84

一、频率特性的基本概念84

二、频率特性的求取86

三、频率特性表示法87

第二节 极坐标图88

一、典型环节88

二、开环系统的乃氏图91

第三节 对数坐标图94

一、典型环节的伯德图95

二、开环系统的伯德图100

三、由伯德图确定系统的传递函数101

四、最小相位系统和非最小相位系统103

第四节 用MATLAB绘制伯德图和极坐标图104

一、用MATLAB绘制伯德图104

二、用MATLAB绘制极坐标图108

第五节 乃奎斯特稳定判据111

一、闭环系统稳定性与开环传递函数的关系111

二、辐角原理112

三、乃奎斯特稳定判据114

第六节 相对稳定性分析117

一、增益裕量Kg118

二、相位裕量γ119

第七节 频域性能指标与时域性能指标间的关系121

一、闭环频率特性及其特征量121

二、二阶系统时域响应与频域响应的关系123

三、高阶系统时域响应与频域响应的关系125

小结125

习题126

第六章 控制系统的校正129

第一节 系统校正的基本概念129

一、系统校正方式129

二、基本控制规律130

第二节 常用校正装置及其特性132

一、超前校正装置132

二、串联滞后校正装置134

三、无源滞后-超前网络135

第三节 频率法的串联校正136

一、串联超前校正138

二、串联滞后校正140

三、串联滞后-超前校正143

小结143

习题144

第七章 转速反馈控制的直流调速系统147

第一节 转速反馈控制的直流调速系统147

一、转速反馈控制直流调速系统的静特性147

二、转速反馈控制直流调速系统的动态数学模型149

第二节 比例控制的直流调速系统152

一、开环系统机械特性和比例控制闭环系统静特性的关系152

二、比例控制闭环直流调速系统的动态稳定性153

第三节 比例积分控制的无静差直流调速系统154

一、积分调节器和积分控制规律154

二、比例积分控制规律155

第四节 直流调速系统的稳态误差分析157

一、阶跃给定输入的稳态误差158

二、扰动引起的稳态误差159

第八章 汽车液压控制系统的电液伺服阀161

第一节 力反馈两级电液伺服阀161

一、工作原理161

二、基本方程和框图162

三、力反馈伺服阀的稳定性分析165

四、力反馈伺服阀的传递函数166

五、力反馈伺服阀的静态特性167

第二节 直接反馈两级滑阀式电液伺服阀168

一、结构及工作原理168

二、动圈式两级滑阀伺服阀的框图168

三、动圈式两级滑阀伺服阀的传递函数169

第九章 飞机垂直速度控制系统171

第一节 垂直速度控制系统的模型171

第二节 垂直速度控制系统的设计172

第三节 飞行状态对垂直速度控制系统的影响179

第十章 车辆控制系统181

第一节ABS控制系统182

一、轮胎接地点力矩平衡182

二、ABS控制循环183

三、ABS循环检测184

第二节 横摆动力学控制187

一、简单控制律设计188

二、参考值推导189

附录1 常见函数拉氏变换对照表193

附录2 MATLAB函数指令表194

参考文献196