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第一章 概论1

第一节 自动控制发展的简况1

第二节 自动控制系统的工作原理2

一、速度控制系统2

二、水位控制系统4

三、随动系统5

第三节 自动控制的基本方式7

一、开环控制7

二、闭环控制8

第四节 对控制系统的基本要求9

习题11

第二章 物理系统的微分方程12

第一节 建立物理系统微分方程的一般方法和步骤12

一、建立物理系统微分方程的一般步骤12

二、机械系统微分方程的建立13

三、电气系统微分方程的建立14

四、流体系统微分方程的建立15

五、利用回路相似法建立非电系统的微分方程16

第二节 线性系统及其齐次性和叠加性18

一、线性系统18

二、线性系统的齐次性18

三、线性系统的叠加性19

第三节 增量方程及非线性方程的线性化20

一、增量方程20

二、非线性微分方程的线性化21

习题23

第三章 传递函数26

第一节 传递函数的基本概念26

第二节 典型环节及其运动规律28

一、典型环节的分类29

二、典型环节的运动规律30

第三节 动态方块图及系统的传递函数36

一、方块图符号37

二、闭环控制系统的典型方块图38

三、系统方块图的绘制41

四、利用方块图的简化求取系统的传递函数45

五、利用梅逊公式由方块图直接求取系统的传递函数52

习题54

第四章 时间响应58

第一节 时间响应的概念58

一、时间响应58

二、典型输入信号及典型时间响应59

三、在任意输入函数作用下系统的响应60

第二节 时间响应的性能指标61

第三节 一阶系统的时间响应62

一、单位阶跃响应63

二、单位斜坡响应64

三、单位脉冲响应65

第四节 二阶系统的时间响应65

一、单位阶跃响应67

二、单位斜坡响应74

三、单位脉冲响应76

第五节 高阶系统的时间响应81

一、三阶系统的单位阶跃响应81

二、高阶系统的主导极点82

三、高阶系统的时间响应分析83

习题86

第五章 控制系统的稳定性及其时域判据88

第一节 稳定性的概念及系统稳定的条件88

一、稳定性的概念88

二、系统稳定的条件89

第二节 系统稳定性的时域判据91

一、罗斯稳定判据91

二、霍尔维茨稳定判据96

第三节 结构性不稳定系统98

习题99

第六章 控制系统的稳态误差101

第一节 偏差、误差和稳态误差101

一、偏差、误差101

二、稳态误差102

第二节 参考输入作用下系统的稳态误差103

一、利用终值定理求稳态误差103

二、利用动态误差系数求稳态误差106

第三节 在干扰作用下系统的稳态误差110

第四节 提高系统稳态精度的措施111

习题113

第七章 控制系统的根轨迹分析115

第一节 根轨迹与根轨迹方程115

一、根轨迹115

二、根轨迹方程116

第二节 根轨迹的基本性质118

第三节 根轨迹的绘制125

一、绘制根轨迹的一般步骤125

二、根轨迹绘制举例126

第四节 控制系统的根轨迹分析130

习题134

第八章 频率响应分析136

第一节 频率响应的基本概念136

第二节 幅相频率特性图（奈魁斯特图）140

一、典型环节的奈魁斯特图141

二、系统的开环奈魁斯特图145

第三节 对数频率特性图（波德图）148

一、对数幅频特性和对数相频特性149

二、典型环节的波德图151

三、系统的开环波德图159

四、最小相位传递函数162

五、传递函数的试验确定164

第四节 稳定性的频域判据166

一、米哈依洛夫稳定判据166

二、奈魁斯特稳定判据169

三、稳定性的对数频率特性判据176

四、滞后系统的稳定性分析177

第五节 控制系统的相对稳定性180

一、相位裕量180

二、幅值裕量181

第六节 系统的闭环频率特性183

一、等幅值轨迹（等M圆）183

二、等相位轨迹（等N圆）185

三、由开环奈魁斯特图求系统的闭环频率特性186

第七节 频率响应与时间响应性能指标的关系187

一、频域性能指标及其与时域性能指标的关系188

二、开环对数频率特性与时域性能指标的关系191

习题194

第九章 控制系统的校正198

第一节 引言198

第二节 串联校正199

一、基本控制规律200

二、相位超前校正207

三、相位滞后校正211

四、相位滞后—超前校正215

第三节 反馈校正216

习题219

附录 拉普拉斯变换221

主要参考书目239