第1章自動控制的一般概念
1.1引言
1.2自動控制理論發展概述
1.3自動控制和自動控制繫統的基本概念
1.3.1自動控制問題的提出
1.3.2開環控制繫統
1.3.3閉環控制繫統
1.3.4開環控制繫統與閉環控制繫統的比較
1.3.5復合控制繫統
1.4自動控制繫統的基本組成
1.5控制繫統示例
1.6自動控制繫統的分類
1.6.1恆值控制繫統、隨動控制繫統和程序控制繫統
1.6.2定常繫統和時變繫統
1.6.3線性繫統和非線性繫統
1.6.4連續繫統與離散繫統
1.6.5單變量繫統和多變量繫統
1.7對控制繫統性能的基本要求
1.8本課程的研究內容
1.9小結
習題

第2章控制繫統的數學模型
2.1引言
2.2控制繫統的時域數學模型
2.2.部件、線性繫統微分方程的建立
2.2.2非線性繫統微分方程的線性化
2.2.3線性定常微分方程求解
2.2.4運動的模態
2.3控制繫統的復域數學模型
2.3.1傳遞函數
2.3.2常件的傳遞函數
2.3.3典型環節
2.3.4傳遞函數的標準形式
2.4控制繫統的結構圖及其等效變換
2.4.1結構圖
2.4.2結構圖等效變換
2.5控制繫統的信號流圖
2.5.1信號流圖
2.5.2梅遜增益公式
2.6控制繫統的傳遞函數
2.6.1繫統的開環傳遞函數
2.6.2閉環繫統的傳遞函數
2.6.3閉環繫統的誤差傳遞函數
2.7小結
習題

第3章線性繫統的時域分析與校正
3.1概述
3.1.1時域法的作用和特點
3.1.2時域法常用的典型輸入信號
3.1.3繫統的時域性能指標
3.2一階繫統的時間響應及動態性能
3.2.1一階繫統傳遞函數標準形式及單位階躍響應
3.2.2一階繫統動態性能指標計算
3.2.3典型輸入下一階繫統的響應
3.3二階繫統的時間響應及動態性能
3.3.1二階繫統傳遞函數標準形式及分類
3.3.2過阻尼二階繫統動態性能指標計算
3.3.3欠阻尼二階繫統動態性能指標計算
3.3.4改善二階繫統動態性能的措施
3.3.5附加閉環零極點對繫統動態性能的影響
3.4高階繫統的階躍響應及動態性能
3.4.1高階繫統單位階躍響應
3.4.2閉環主導極點
3.4.3估算高階繫統動態性能指標的零點極點法
3.5線性繫統的穩定性分析
3.5.1穩定性的概念
3.5.2穩定的充要條件
3.5.3穩定判據
3.6線性繫統的穩態誤差
3.6.1誤差與穩態誤差
3.6.2計算穩態誤差的一般方法
3.6.3靜態誤差繫數法
3.6.4干擾作用引起的穩態誤差分析
3.6.5動態誤差繫數法
3.7線性繫統時域校正
3.7.1反饋校正
3.7.2復合校正
3.8小結
習題

第4章根軌跡法
4.1根軌跡法的基本概念
4.1.1根軌跡的基本概念
4.1.2根軌跡與繫統性能
4.1.3閉環零、極點與開環零、極點之間的關繫
4.1.4根軌跡方程
4.2繪制根軌跡的基本法則
4.3廣義根軌跡
4.3.1參數根軌跡
4.3.2零度根軌跡
4.4利用根軌跡分析繫統性能
4.4.1利用閉環主導極點估算繫統的性能指標
4.4.2開環零、極點分布對繫統性能的影響
4.5小結
習題

第5章線性繫統的頻域分析與校正
5.1頻率特性的基本概念
5.1.1頻率響應
5.1.2頻率特性
5.1.3頻率特性的圖形表示方法
5.2幅相頻率特性（nyquist圖）
5.2.1典型環節的幅相特性曲線
5.2.2開環繫統幅相特性曲線的繪制
5.3對數頻率特性（bode圖）
5.3.1典型環節的bode圖
5.3.2開環繫統bode圖的繪制
5.3.3由對數幅頻特性曲線確定開環傳遞函數
5.3.4最小相角繫統和非最小相角繫統
5.4頻域穩定判據
5.4.1奈奎斯特穩定判據
5.4.2奈奎斯特穩定判據的應用
5.4.3對數穩定判據
5.5穩定裕度
5.5.1穩定裕度的定義
5.5.2穩定裕度的計算
5.6利用開環對數幅頻特性分析繫統的性能
5.6.1l（ω）低頻漸近線與繫統穩態誤差的關繫
5.6.2l（ω）中頻段特性與繫統動態性能的關繫
5.6.3l（ω）高頻段與繫統抗高頻干擾能力的關繫
5.7閉環頻率特性曲線的繪制
5.7.1用向量法求閉環頻率特性
5.7.2尼柯爾斯圖線
5.8利用閉環頻率特性分析繫統的性能
5.8.1閉環頻率特性的幾個特征量
5.8.2閉環頻域指標與時域指標的關繫
5.9頻率法串聯校正
5.9.1相角超前校正
5.9.2相角滯後校正
5.9.3滯後-超前校正
5.9.4串聯pid校正
5.10小結
習題

第6章線性離散繫統的分析與校正
6.1離散繫統
6.2信號采樣與保持
6.2.1信號采樣
6.2.2采樣定理
6.2.3采樣周期的選擇
6.2.4零階保持器
6.3z變換
6.3.1z變換定義
6.3.2z變換方法
6.3.3z變換基本定理
6.3.4z反變換
6.3.5z變換的局限性
6.4離散繫統的數學模型
6.4.1差分方程及其解法
6.4.2脈衝傳遞函數
6.4.3開環繫統脈衝傳遞函數
6.4.4閉環繫統脈衝傳遞函數
6.5穩定性分析
6.5.1s域到z域的映射
6.5.2穩定的充分必要條件
6.5.3穩定性判據
6.6穩態誤差計算
6.6.1一般方法(利用終值定理)
6.6.2靜態誤差繫數法
6.6.3動態誤差繫數法
6.7動態性能分析
6.7.1閉環極點分布與瞬態響應
6.7.2動態性能分析
6.8離散繫統的模擬化校正
6.8.1常用的離散化方法
6.8.2模擬化校正舉例
6.9離散繫統的數字校正
6.9.1數字控制器的脈衝傳遞函數
6.9.2最少拍繫統設計
6.10小結
習題

第7章非線性控制繫統分析
7.1非線性控制繫統概述
7.1.1非線性現像的普遍性
7.1.2控制繫統中的典型非線性特性
7.1.3非線性控制繫統的特點
7.1.4非線性控制繫統的分析方法
7.2相平面法
7.2.1相平面的基本概念
7.2.2相軌跡的性質
7.2.3相軌跡的繪制
7.2.4由相軌跡求時間解
7.2.5二階線性繫統的相軌跡
7.2.6非線性繫統的相平面分析
7.3描述函數法
7.3.1描述函數的基本概念
7.3.2典型非線性特性的描述函數
7.3.3用描述函數法分析非線性繫統
7.4改善非線性繫統性能的措施
7.4.1調整線性部分的結構參數
7.4.2改變非線性特性
7.4.3非線性特性的利用
7.5小結
習題

第8章控制繫統的狀態空間分析與綜合
8.1控制繫統的狀態空間描述
8.1.1繫統數學描述的兩種基本形式
8.1.2狀態空間描述常用的基本概念
8.1.3繫統的傳遞函數矩陣
8.1.4線性定常繫統動態方程的建立
8.2線性繫統的運動分析
8.2.1線性定常連續繫統的自由運動
8.2.2狀態轉移矩陣的性質
8.2.3線性定常連續繫統的受控運動
8.2.4線性定常離散繫統的運動分析
8.2.5連續繫統的離散化
8.3控制繫統的李雅普諾夫穩定性分析
8.3.1李雅普諾夫穩定性概念
8.3.2李雅普諾夫穩定性間接判別法
8.3.3李雅普諾夫穩定性直接判別法
8.3.4線性定常繫統的李雅普諾夫穩定性分析
8.3.5李雅普諾夫穩定性、bibs穩定性、bibo穩定性之間的關繫
8.4線性繫統的可控性和可觀測性
8.4.1可控性和可觀測性的概念
8.4.2線性定常繫統的可控性
8.4.3線性定常繫統的可觀測性
8.4.4可控性、可觀測性與傳遞函數矩陣的關繫
8.4.5連續繫統離散化後的可控性與可觀測性
8.5線性繫統非奇異線性變換及繫統的規範分解
8.5.1線性繫統的非奇異線性變換及其性質
8.5.2幾種常用的線性變換
8.5.3對偶原理
8.5.4線性繫統的規範分解
8.6線性定常控制繫統的綜合設計
8.6.1狀態反饋與極點配置
8.6.2輸出反饋與極點配置
8.6.3狀態重構與狀態觀測器設計
8.6.4降維狀態觀測器的概念
8.7小結
習題

附錄a拉普拉斯變換及反變換
a.1拉普拉斯變換的基本性質
a.2常用函數的拉普拉斯變換和z變換
a.3用查表法進行拉普拉斯反變換
附錄b常見的無源及有源校正網絡
附錄c綜合練習題
附錄d習題答案
參考文獻