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目录1

第一章 绪论1

1.1 控制系统1

1.2 何谓回馈及其效应7

1.3 回馈控制系统的种类12

第二章 数学基础19

2.1 前言19

2.2 复变数概念19

2.3 微分方程式22

2.4 拉氏变换25

2.5 以部分分式展开法求拉氏变数33

2.6 应用拉氏变换以解线性常微分方程式38

2.7 基本矩阵理论41

2.8 矩阵代数48

2.9 状态方程式的向量矩阵形式55

2.10 差分方程式57

2.11 z变换59

2.12 应用z变换以解线性差分方程式69

第三章 转换函数、方块图及信号流程图77

3.1 前言77

3.2 线性系统的脉冲响应和转换函数78

3.3 方块图83

3.4 信号流程图91

3.5 信号流程图的基本特性摘要94

3.6 信号流程图定义94

3.7 信号流程图代数98

3.8 信号流程图的构图实例100

3.9 信号流程图的一般增益公式104

3.10 一般增益公式在方块图中的应用110

3.11 状态图111

3.12 离散资料系统的转换函数122

第四章 物理系统之数学模式化147

4.1 前言147

4.2 电路方程式148

4.3 机械系统元件之模式化150

4.4 机械系统之方程式166

4.5 控制系统中的感测器及编码器173

4.6 控制系统中的直流马达191

4.7 变相感应马达203

4.8 非线性系统的线性化207

4.9 具有传输落后的系统214

第五章 线性动态系统之状态变数分析235

5.1 前言235

5.2 状态方程式之矩阵表示法235

5.3 状态转移矩阵238

5.4 状态转移方程式244

5.5 状态方程式与高阶的起始状态251

5.6 转换至相位变数标准型式254

5.7 状态方程式和转换函数间的关系261

5.8 特性方程式、固有值及固有向量265

5.9 A矩阵的对角化（相似变换）267

5.10 约旦标准型式274

5.11 转换函数之分解278

5.12 线性系统之可控制性284

5.13 线性系统的可观测性294

5.14 可控性及可观性的不变性定理297

5.15 可控制性、可观测性和转换函数之间的关系301

5.16 线性离散资料系统的状态方程式304

5.17 离散状态方程式的z变换解309

5.18 离散资料系统的状态图313

5.19 取样资料系统之状态图317

6.1 前言349

第六章 控制系统的时域分析349

6.2 控制系统时间响应的典型测试信号350

6.3 控制系统的时域性能——稳态误差353

6.4 控制系统的时域性能——暂态响应369

6.5 二阶系统的暂态响应370

6.6 印字盘控制系统之时域分析384

6.7 增加极点及零点至转换函数上的效应401

6.8 转换函数的主极点408

6.9 控制系统的稳定性——简介416

6.10　稳定性、特性方程式及状态转移矩阵417

6.11 决定线性控制系统稳定性的方法422

6.12 罗士·赫维兹准则423

第七章 根轨迹的绘制技巧449

7.1 前言449

7.2 根轨迹之基本条件450

7.3 完全根轨迹之作图456

7.4 根轨迹作图的一些重要特征490

7.5 根廓线——多参数变化500

7.6 具有纯时间延迟之系统的根轨迹509

7.7 离散资料控制系统的根轨迹522

7.8 根的灵敏度——系统的健全度527

第八章 控制系统的时域设计541

8.1 前言541

8.2 PID控制器的时域设计543

8.3 相位前引和相位落后控制器的时域设计558

8.4 极点——零点对消控制583

8.5 前向及前馈补偿594

8.6 次要回路回馈控制598

8.7 状态回馈控制604

8.8 以状态回馈完成极点安置设计605

8.9 具有积分控制的状态回馈611

8.10 控制器的数位制作618

第九章 控制系统的频域分析641

9.1 前言641

9.2 奈氏稳定性准则645

9.3 奈氏准则的应用660

9.4 增加G（s）H（s）的极点和零点对奈氏轨迹形状的影响671

9.5 多回路系统的稳定性676

9.6 具有时间延迟之线性控制系统的稳定性681

9.7 频域特性685

9.8 二阶系统的Mp、ωp和频带宽度685

9.9 增加零点于开回路转换函数的影响691

9.10 加入极点于开回路转换函数的影响694

9.11 相对稳定性——增益边限、相位边限和Mp698

9.12 相对稳定性与波第图之绝对值曲线斜率的关系709

9.13 G（jω）—平面上之等M轨迹710

9.14 G（jω）—平面上的等相位轨迹715

9.15 绝对值与相位平面上的等M与等N轨迹——尼可图717

9.16 非单位回馈系统之闭回路频率响应分析722

9.17 频域之灵敏度研究723

9.18 数位控制系统的频率响应726

第十章 控制系统的频域设计747

10.1 前言747

10.2 相位前引控制器751

10.3 相位落后控制器763

10.4 落后—前引控制器774

10.5 桥接T型控制器778

附录A 频域图791

A.1 转换函数的极座标图791

A.2 转换函数的波第图（折线图）799

A.3 大小与相位图813

附录B 拉氏变换表817

索引821