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第一章 概论1

1-1 控制系统1

1-2 何谓回授及其影响7

1-3 回授控制系统的种类12

第二章 数学基础19

2-1 导言19

2-2 复变数的观念19

2-3 拉氏转换22

2-4 拉氏转换以部份分式展开法求出27

2-5 拉氏转换在解线性常微分方程式中的应用32

2-6 基本矩阵理论34

2-7 矩阵代数40

2-8 Z转换49

参考资料59

习题60

第三章 转移函数及讯号流程图65

3-1 导言65

3-2 线性系统的转移函数65

3-3 线性系统的脉冲响应69

3-4 方块图73

3-5 讯号流程图80

3-6 讯号流程图的基本特性摘要83

3-7 讯号流程图的定义84

3-8 讯号流程图的代数法则87

3-9 讯号流程图的作图实例90

3-10 讯号流程图的一般增益公式94

3-11 一般增益公式在方块图中的应用99

3-12 间断资料系统的转移函数101

参考资料110

习题110

第四章 动态系统的状态变数特性论述117

4-1 状态观念的介绍117

4-2 状态方程式和动态方程式119

4-3 状态方程式的矩阵表示法122

4-4 状态变换矩阵124

4-5 状态变换方程式128

4-6 状态方程式和高阶微分方程式之关系133

4-7 相位变数典型式的转换135

4-8 转换至状态方程式和转移函数之间的关系142

4-9 特徵方程式，特徵值，特徵向量145

4-10 A矩阵的斜角化（相似转换）147

4-11 乔顿典型式152

4-12 状态图156

4-13 转移函数的分解168

4-14 转换至模态形式174

4-15 线性系统的控制度178

4-16 线性系统的观测度189

4-17 控制度，观测度和转移函数之间的关系194

4-18 非线性状态方程式及其线性化197

4-19 线性间断资料系统的状态方程式201

4-20 间断状态方程式的Z转换解答206

4-21 间断资料系统的状态图209

4-22 取样资料系统的状态图213

4-23 线性时变系统的状态方程式216

参考资料220

习题222

第五章 物理系统的数学模式233

5-1 导言233

5-2 电网路方程式234

5-3 机械系统元件的模式236

5-4 机械系统的方程式253

5-5 控制系统中的误差感测装置259

5-6 转速计272

5-7 控制系统中的直流马达273

5-8 双相感应马达279

5-9 步级马达282

5-10 张力控制系统291

5-11 边缘导引控制系统293

5-12 具有传输延迟的系统299

5-13 太阳追踪器系统301

参考资料306

习题307

第六章 控制系统的时域分析321

6-1 导言321

6-2 控制系统时间响应的典型测试讯号322

6-3 控制系统的时域工作性能——稳态响应325

6-4 控制系统的时域工作性能——暂态响应337

6-5 二阶系统的暂态响应339

6-6 位置控制的时间响应351

6-7 微分控制在回授控制系统中对时间响应的影响364

6-8 积分控制在回授控制系统中对时间响应的影响369

6-9 速率回授或转速计回授控制373

6-10 状态变数回授的控制374

参考资料377

习题377

第七章 控制系统的稳定度387

7-1 导言387

7-2 稳定度，特徵方程式，及状态变换矩阵388

7-3 有输入时的线性非时变系统的稳定度391

7-4 决定线性控制系统的稳定度的方法394

7-5 罗斯-赫维滋准则395

7-6 奈氏准则405

7-7 奈氏准则的应用420

7-8 G（s）H（s）的其他零点和极点对奈氏轨迹形状的影响430

7-9 多回路系统的稳定度435

7-10 具有时间延迟的线性控制系统的稳定度440

7-11 非线性系统的稳定度——鲍伯准则443

参考资料448

习题450

第八章 根轨迹的技术457

8-1 导言457

8-2 根轨迹的基本条件458

8-3 完全根轨迹的作图463

8-4 应用根轨迹的技巧来解多项式的根502

8-5 根轨迹作图的一些重要影响507

8-6 根廓线——多参数变量518

8-7 具有纯时间延迟的根轨迹526

8-8 根轨迹和极座标图之间的关系539

8-9 间断资料控制系统的根轨迹542

参考资料547

习题550

第九章 控制系统的频域分析555

9-1 导言555

9-2 频域特性559

9-3 二阶系统的Mp、ωp及频带宽度560

9-4 加零点於开路转移函数的影响564

9-5 加极点於开路转移函数的影响569

9-6 相对稳定度——增益边限、相位边限、及Mp571

9-7 波德图大小曲线的斜率和相对稳定度之间的关系581

9-8 G（jω）平面上常数M的轨迹582

9-9 G（jω）平面上常数相位的轨迹587

9-10 在大小对相位平面上的常数M及N图——尼可图589

9-11 回授不为1的闭路频率响应分析595

9-12 频域中的灵敏度596

参考资料599

习题599

第十章 简介控制系统的设计605

10-1 导言605

10-2 控制系统的古典设计法612

10-3 相位前引补偿法618

10-4 相位落後补偿法640

10-5 落後-前引补偿659

10-6 桥接T型网路补偿665

参考资料673

习题674

第十一章 简介择适控制683

11-1 导言683

11-2 解析设计685

11-3 参数的择适697

11-4 用特定之特徵值来设计系统——控制度的应用700

11-5 状态观测器的设计703

11-6 择适线性调整器的设计717

11-7 具有部份状态回授的设计737

参考资料744

习题745

附录A 频域图752

A-1 转移函数的极座标图752

A-2 转移函数的波德图（角图）758

A-3 大小-对-相位图771