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第1章 信号与系统概述1

信号与系统的基本概念1

信号的描述1

信号的特性1

信号的分类2

信号的基本运算与变换4

典型信号介绍8

系统的分类15

线性时不变系统的性质16

系统数学模型的形式17

系统方程的求解方法22

小结22

习题22

第2章 连续系统的时域分析25

LTI连续系统的响应25

冲激响应和阶跃响应31

卷积积分34

卷积积分的性质36

小结38

习题39

第3章 连续系统的s域分析40

拉普拉斯变换40

拉普拉斯变换的性质41

拉普拉斯逆变换44

复频域分析48

小结51

习题51

第4章 自动控制的一般概念52

自动控制理论发展概述52

自动控制和自动控制系统的基本概念53

自动控制问题的提出53

开环控制系统55

闭环控制系统56

开环控制系统与闭环控制系统的比较56

复合控制系统57

自动控制系统的基本组成57

控制系统示例58

自动控制系统的分类61

线性系统和非线性系统61

定常系统和时变系统62

连续系统和离散系统63

单输入单输出系统和多输入输出系统63

对控制系统性能的基本要求63

本课程的研究内容65

小结66

习题66

第5章 控制系统的数学模型68

控制系统的时域数学模型68

线性元部件、线性系统微分方程的建立68

非线性系统微分方程的线性化72

控制系统的复域数学模型73

传递函数74

传递函数的特点75

典型环节的传递函数76

控制系统的框图及其等效变换81

框图81

系统框图的构成81

环节间的连接83

框图的变换和简化85

控制系统的信号流图88

系统的信号流图88

信号流图的性质89

信号流图的简化89

信号流图的增益公式89

小结91

习题91

第6章 线性系统的时域分析95

典型输入信号95

时域性能指标96

一阶系统的时域分析97

单位阶跃响应98

单位斜坡响应98

单位脉冲响应99

二阶系统的时域分析100

典型二阶系统的传递函数101

二阶系统的阶跃响应102

系统的暂态性能指标103

高阶系统的时域分析107

高阶系统单位阶跃响应107

闭环主导极点108

估算高阶系统动态性能指标的零点极点法108

系统的稳定性分析109

控制系统的误差与稳态误差114

控制系统的误差与稳态误差114

稳态误差分析与静态误差系数116

小结124

习题124

第7章 频域分析法127

频率特性的基本概念127

频率特性的定义127

频率特性和传递函数的关系128

频率特性的图形表示方法129

频率特性的极坐标图132

基本概念132

典型环节频率特性的极坐标图133

系统的开环频率特性极坐标图136

频率特性的对数坐标图142

基本概念142

典型环节频率特性的伯德图145

系统开环伯德图的绘制150

最小相位系统和非最小相位系统153

频域稳定判据及其相对稳定性154

奈奎斯特稳定判据154

奈奎斯特稳定判据的应用158

对数稳定判据159

用开环频率特性分析系统的性能162

系统开环对数频率特性与闭环稳定性的关系162

系统开环对数频率特性与闭环稳态误差的关系164

开环对数频率特性与系统时域性能之间的关系166

开环频率特性的高频段对系统性能的影响172

开环和闭环指标的关系172

闭环频率特性172

闭环频域指标与时域指标的关系173

开环频域指标和闭环频域指标的关系175

系统的闭环频率特性176

系统时域指标估算182

小结190

习题191

第8章 控制系统的综合与校正195

校正的基础知识195

性能指标196

校正的作用196

校正方式197

基本控制规律198

频率法串联校正200

开环频率特性与时域性能指标间的关系200

串联超前校正203

串联滞后校正207

串联滞后-超前校正211

串联PID校正214

按期望特性进行串联校正217

反馈校正设计218

反馈校正的原理218

反馈校正举例220

复合控制校正设计221

复合控制的概念221

按扰动补偿的复合控制系统222

按输入补偿的复合控制系统223

小结226

习题226

参考文献229