自動控制原理

主要內容包括：線性系統的數學模型、時域響應分析、根軌跡法、頻域特性分析、控制系統的設計與校正、非線性系統分析、採樣控制系統，以及在MATLAB與simulink支持下對控制系統進行計算機輔助分析與設計。全書內容取材新穎，闡述深入淺出。為了便於自學，各章均附有豐富的例題和習題。

《自動控制原理》可作為高等院校自動化等專業的本科生教材，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章緒論

1.1開環控制和閉環控制

1.1.1開環控制

1.1.2閉環控制（反饋控制）

1.2自動控制系統的組成及術語

1.3自動控制系統的類型

1.3.1按信號流向劃分

1.3.2按系統輸入信號劃分

1.3.3線性系統和非線性系統

1.3.4定常系統和時變系統

1.3.5連續系統和離散系統

1.3.6單輸入單輸出系統與多輸人多輸出系統

1.4自動控制系統性能的基本要求

1.5自動控制課程的主要任務

1.5.1階躍函數

1.5.2斜坡函數（等速度函數）

1.5.3拋物線函數（等加速度函數）

1.5.4脈衝函數

1.5.5正弦函數

1.6自動控制系統實例

1.6.1造紙機分部傳動控制系統

1.6.2穀物濕度控制系統

1.6.3烘烤爐溫度控制系統

本章小結

習題

第2章線性系統的數學模型

2.1線性系統的微分方程

2.2微分方程的線性化

2.3傳遞函數

2.3.1傳遞函數的概念

2.3.2傳遞函數的特點

2.3.3典型環節的傳遞函數

2.4方框圖

2.4.1方框圖

2.4.2系統方框圖的構成

2.4.3環節間的連接

2.4.4方框圖的變換和簡化

2.5信號流圖

2.5.1信號流圖的定義

2.5.2系統的信號流圖

2.5.3信號流圖的定義和術語

2.5.4信號流圖的性質

2.5.5信號流圖的簡化

2.5.6信號流圖的增益公式

2.6MATLAB中數學模型的表示

2.6.1傳遞函數

2.6.2傳遞函數的特徵根及零、極點圖

2.6.3控制系統的方框圖模型

2.6.4控制系統的零、極點模型

2.6.5狀態空間表達式

本章小結

習題

第3章控制系統的時域分析

3.1線性定常系統的時域響應

3.2控制系統時域響應的性能指標

3.2.1穩態性能指標

3.2.2動態性能指標

3.3線性定常系統的穩定性

3.3.1穩定性的概念

3.3.2線性定常系統穩定的充分必要條件

3.3.3勞斯判據（Routh判據）

3.3.4赫爾維茨判據（Hurwitz判據）

3.3.5系統參數對穩定性的影響

3.3.6相對穩定性和穩定裕量

3.4系統的穩態誤差

3.4.1誤差及穩態誤差的定義

3.4.2穩態誤差分析

3.4.3穩態誤差的計算

3.4.4應用靜態誤差係數計算給定信號作用下的穩態誤差

3.4.5擾動信號作用下的穩態誤差與系統結構的關係

3.4.6改善系統穩態精度的途徑

3.4.7系統的動態誤差係數

3.5一階系統的時域響應

3.5.1數學模型

3.5.2單位階躍響應

3.5.3性能指標

3.5.4一階系統的單位脈衝響應

3.6二階系統的時域響應

3.6.1二階系統的數學模型

3.6.2二階系統的單位階躍響應

3.6.3二階系統的單位脈衝響應

3.7高階系統的瞬態響應

3.7.1高階系統的瞬態響應

3.7.2高階系統的降階

3.7.3零、極點對階躍響應的影響

3.8用MATLAB和Simulink進行瞬態響應分析

3.8.1單位脈衝響應

3.8.2單位階躍響應

3.8.3斜坡響應

3.8.4任意函數作用下系統的響應

3.8.5由系統傳遞函數求系統的響應

3.8.6系統階躍響應的性能指標

3.8.7simulink建模與模擬

本章小結

習題

第4章根軌跡法

4.1根軌跡的基本概念

4.1.1根軌跡

4.1.2根軌跡的基本條件

4.2繪製根軌跡的基本規則

4.3根軌跡繪製舉例

4.4廣義根軌跡

4.4.1參數根軌跡

4.4.2多參數根軌跡簇

4.4.3正反饋系統的根軌跡（零度根軌跡）

4.5根軌跡分析系統的性能

4.5.1根軌跡確定系統的閉環極點

4.5.2根軌跡分析系統的動態特性

4.5.3開環零點對根軌跡的影響

4.5.4開環極點對根軌跡的影響

4.6MATLAB繪製系統的根軌跡

本章小結

習題

第5章控制系統的頻域分析

5.1頻率特性

5.1.1頻率特性概述

5.1.2頻率特性的求取

5.1.3頻域性能指標

5.2典型環節的頻率特性

5.2.1概述

5.2.2典型環節的頻率特性

5.3系統的開環頻率特性

5.3.1系統的開環對數頻率特性

5.3.2系統開環極坐標圖（奈氏圖）

5.3.3最小相位和非最小相位系統

5.4奈奎斯特穩定判據

5.4.1映射定理

5.4.2Nyquist軌跡及其映射

5.4.3Nyquist穩定判據

5.4.4Nyquist穩定判據二

5.4.5Nyquist對數穩定判據

5.5控制系統的相對穩定性

5.5.1增益裕量

5.5.2相角裕量

5.5.3用幅相頻率特性曲線分析系統穩定性

5.6閉環系統的頻率特性

5.6.1等M圓（等幅值軌跡）

5.6.2等N圓（等相角軌跡）

5.6.3利用等M圓和等N圓求單位反饋系統的閉環頻率特性

5.6.4非單位反饋系統的閉環頻率特性

5.7用頻率特性分析系統品質

5.7.1閉環頻域性能指標與時域性能指標的關係

5.7.2開環頻率特性與時域響應的關係

5.8MATLAB頻域特性分析

5.8.1Bode圖

5.8.2Nyquist圖

5.8.3Nichols圖

本章小結

習題

第6章控制系統的設計與校正

6.1概述

6.1.1系統的性能指標

6.1.2系統的校正

第7章非線性系統分析

第8章採樣控制系統

……