自動控制原理（簡體書）

本書比較全面地闡述了自動控制的基本理論與應用。全書共分8章，主要內容包括自動控制概論，控制系統的數學模型，控制系統的時域分析，根軌跡分析法，控制系統的頻率特性法，控制系統的校正，線性離散控制系統，非線性控制系統。書末給出的三個附錄可供讀者在學習本書的過程中查詢之用。全書內容簡練，闡述深入淺出。為了便于自學，各章均附有豐富的例題和習題。
本書可作為自動化及電子與電氣類專業的本科生教材，也可供相關專業的研究生或從事自動化技術工作的人員參考。

第1章 自動控制概論
　1.1 引言
1.1.1 自動控制理論及應用
1.1.2 自動控制理論的發展史
　1.2 自動控制的基本原理
1.2.1 自動控制的基本概念
1.2.2 自動控制系統的基本組成
1.2.3 自動控制的基本方式
　1.3 自動控制系統的分類
　1.4 自動控制理論概要
1.4.1 對自動控制系統的基本要求
1.4.2 典型輸入信號
1.4.3 本課程的主要任務與控制系統的設計原則
　本章小結
　習題
第2章 控制系統的數學模型
　2.1 引言
　2.2 微分方程
2.2.1 線性系統微分方程的建立
2.2.2 非線性特性的線性化
2.2.3 微分方程的求解
　2.3 傳遞函數
2.3.1 傳遞函數的定義和性質
2.3.2 典型環節及其傳遞函數
　2.4 結構圖及其等效變換
2.4.1 結構圖的基本概念
2.4.2 結構圖的建立
2.4.3 結構圖的等效變換
　2.5 信號流圖與梅遜公式
2.5.1 信號流圖的基本概念
2.5.2 梅遜公式及其應用
　2.6 閉環系統的傳遞函數
2.6.1 閉環系統的開環傳遞函數
2.6.2 閉環系統的傳遞函數
　2.7 脈沖響應函數
2.7.1 基本概念
2.7.2 脈沖響應函數的應用
　2.8 MATLAB中數學模型的表示
2.8.1 傳遞函數模型（TF模型）
2.8.2 控制系統的零極點模型（ZPK模型）
2.8.3 傳遞函數的特征根及零極點圖
2.8.4 控制系統模型的連接
　本章小結
　習題
第3章 控制系統的時域分析
　3.1 控制系統的時域性能指標
3.1.1 暫態性能指標
3.1.2 穩態性能指標
　3.2 一階系統的時域分析
3.2.1 數學模型
3.2.2 單位階躍響應
3.2.3 單位脈沖響應
3.2.4 單位斜坡響應
　3.3 二階系統的時域分析
3.3.1 數學模型
3.3.2 單位階躍響應
3.3.3 單位脈沖響應
3.3.4 具有零點的二階系統分析
3.3.5 二階系統的性能改善
　3.4 高階系統的時域分析
3.4.1 典型三階系統的階躍響應
3.4.2 高階系統暫態晌應分析
　3.5 線性系統的穩定性分析
3.5.1 穩定性的基本概念
3.5.2 線性系統穩定的充要條件
3.5.3 赫爾維茨穩定判據
3.5.4 勞斯判據
3.5.5 穩定判據的應用
　3.6 線性系統的穩態誤差
3.6.1 誤差與穩態誤差的定義
3.6.2 給定信號作用下的穩態誤差與靜態誤差系數
3.6.3 擾動信號作用下的穩態誤差與系統結構的關系
3.6.4 用動態誤差系數法計算系統的穩態誤差
3.6.5 提高系統穩態精度的措施
　3.7 用MATLAB進行時域響應分析
3.7.1 單位階躍響應
3.7.2 單位脈沖響應
3.7.3 斜坡函數作用下系統的響應
3.7.4 任意函數作用下系統的響應
3.7.5 判別系統穩定性
　本章小結
　習題
第4章 根軌跡分析法
　4.1 根軌跡的基本概念
4.1.1 根軌跡的定義
4.1.2 根軌跡方程
　4.2 繪制根軌跡的基本法則
　4.3 廣義根軌跡
4.3.1 零度根軌跡
4.3.2 參量根軌跡
4.3.3 多回路系統的根軌跡與根軌跡簇
　4.4 控制系統的根軌跡分析
4.4.1 閉環系統零、極點的確定
4.4.2 閉環零、極點分布與階躍響應關系的定性分析
4.4.3 增加開環零、極點對根軌跡的影響
　4.5 用MATLAB繪制系統根軌跡圖
　本章小結
　習題
第5章 控制系統的頻率特性法
　5.1 頻率特性的基本概念
5.1.1 頻率特性的定義
5.1.2 頻率特性和傳遞函數的關系
5.1.3 正弦輸入信號下穩態誤差的計算
5.1.4 頻率特性的表示方法
　5.2 典型環節的頻率特性
　5.3 系統開環頻率特性的繪制
5.3.1 開環幅相頻率特性的繪制（極坐標圖）
5.3.2 開環對數頻率特性的繪制（Bode圖）
5.3.3 最小相位系統與非最小相位系統
　5.4 奈奎斯特穩定判據　
5.4.1 奈氏判據的數學基礎
5.4.2 奈奎斯特判據
5.4.3 開環傳遞函數中有積分環節時奈氏判據的應用
5.4.4 對數穩定判據
　5.5 控制系統的相對穩定性
　5.6 用頻率特性分析系統品質
5.6.1 閉環頻率特性及其特征量
5.6.2 頻域性能指標與時域性能指標的關系
5.6.3 開環對數頻率特性與時域響應的關系
　5.7 系統傳遞函數的實驗確定法
5.7.1 用正弦信號相關分析法測試頻率特性
5.7.2 由Bode圖確定系統的傳遞函數
　5.8 MATLAB在頻域分析中的應用
5.8.1 Bode圖
5.8.2 Nyquist圖
　本章小結
　習題
第6章 控制系統的校正
　6.1 系統校正的基本概念
6.1.1 系統的性能指標
6.1.2 系統的校正方式
6.1.3 基本控制規律
　6.2 常用校正裝置及其特性
6.2.1 超前校正裝置
6.2.2 滯后校正裝置
6.2.3 滯后一超前校正裝置
　6.3 頻率法串聯校正
6.3.1 串聯超前校正
6.3.2 串聯滯后校正
6.3.3 串聯滯后一超前校正
6.3.4 串聯綜合法（期望特性法）校正
　6.4 頻率法反饋校正
6.4.1 反饋校正對系統特性的影響
6.4.2 綜合法反饋校正
　6.5 MATLAB在系統校正中的應用
6.5.1 超前校正
6.5.2 滯后校正
6.5.3 PID校正
　本章小結
　習題
第7章 線性離散控制系統
　7.1 離散控制系統概述
　7.2 信號的采樣與保持
7.2.1 采樣過程的數學描述
7.2.2 采樣定理
7.2.3 零階保持器
　7.3 z變換
7.3.1 z變換的定義
7.3.2 z變換的求法
7.3.3 z變換的基本定理
7.3.4 z反變換
　7.4 離散系統的數學模型
7.4.1 線性常系數差分方程
7.4.2 脈沖傳遞函數
　7.5 離散系統的穩定性分析
7.5.1 離散控制系統穩定的充要條件
7.5.2 勞斯穩定判據
7.5.3 朱利穩定判據
　7.6 離散系統的穩態誤差分析
7.6.1 單位階躍輸入時的穩態誤差
7.6.2 單位斜坡輸入時的穩態誤差
7.6.3 單位拋物線輸入時的穩態誤差
　7.7 離散系統的動態性能分析
7.7.1 離散控制系統的時間響應及性能指標
7.7.2 閉環極點的分布與動態性能的關系
　7.8 離散系統的校正
7.8.1 校正方式
7.8.2 數字控制器的脈沖傳遞函數
7.8.3 最少拍系統及設計
　7.9 MATLAB在離散系統中的應用
7.9.1 連續系統的離散化
7.9.2 離散系統的動態響應
　本章小結
　習題
第8章 非線性控制系統
　8.1 非線性控制系統概述
8.1.1 非線性系統的特征
8.1.2 非線性系統的分析與設計方法
　8.2 典型非線性環節及其對系統的影響
8.2.1 死區（不靈敏區）特性
8.2.2 飽和特性
8.2.3 間隙（回環）特性
8.2.4 繼電特性
8.2.5 變放大系數特性
8.2.6 帶死區的飽和特性
　8.3 描述函數法　
8.3.1 描述函數的基本概念
8.3.2 典型非線性特性的描述函數
　8.4 用描述函數法分析非線性系統
8.4.1 負倒描述函數
8.4.2 奈奎斯特穩定判據在非線性系統中的應用
8.4.3 自持振蕩分析
8.4.4 非線性系統的簡化
　8.5 相平面法
8.5.1 相平面的基本概念
8.5.2 相軌跡的繪制
8.5.3 線性系統的相軌跡
8.5.4 奇點與奇線
8.5.5 由相軌跡求取日寸間間隔
　8.6 非線性系統的相平面法分析
8.6.1 非本質性非線性系統
8.6.2 本質性非線性系統
　本章小結
　習題
附錄
　附錄A 常用函數的拉普拉斯變換表
　附錄B 拉普拉斯變換的一些定理
　附錄C 常用函數的z變換表
參考文獻