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译者的话1

序言1

第一章　绪论1

1-1　控制系统1

目录1

1-2　什么是反馈？它的作用是什么？5

1-3　反馈控制系统的类型8

2-1　引言12

2-2　复变数的概念12

第二章　数学基础12

2-3　拉氏变换14

2-4　用部分分式展开法求拉氏反变换17

2-5　用拉氏变换法解线性常微分方程20

2-6　矩阵理论初步22

2-7　矩阵代数26

2-8 z变换33

参考文献39

习题40

3-2　线性系统的传递函数44

第三章　传递函数和信号流图44

3-1 引言44

3-3　线性系统的冲激响应47

3-4　方框图49

3-5　信号流图54

3-6　信号流图基本性质的小结56

3-7　信号流图的一些定义57

3-8　信号流图代数59

3-9　绘制信号流图的例子60

3-10　信号流图的通用增益公式63

3-11　通用增益公式在方框图上的应用66

3-12　离散系统的传递函数68

参考文献74

习题75

第四章　动态系统的状态变量表示法80

4-1　状态概念的提出80

4-2　状态方程和动态方程81

4-3　状态方程的矩阵表示法83

4-4　状态转移矩阵84

4-5　状态转移方程87

4-6　状态方程和高阶微分方程的关系90

4-7　相变量的标准形变换92

4-8　状态方程和传递函数的关系97

4-9　特征方程、特征值和特征向量99

4-10　A矩阵的对角线化（相似变换）100

4-11　若当（Jordan）标准形104

4-12　状态图107

4-13　传递函数的分解116

4-14　模态变换120

4-15　线性系统的能控性122

4-16　线性系统的能观测性130

4-17　能控性、能观测性与传递函数间的关系133

4-18　非线性状态方程及其线性化135

4-19　线性离散系统的状态方程138

4-20　离散状态方程的z变换解法142

4-21　离散系统的状态图144

4-22　采样系统的状态图146

4-23　线性时变系统的状态方程148

参考文献151

习题153

第五章　物理系统的数学模型162

5-1 引言162

5-2　电网络方程162

5-3　机械元件的模型164

5-4　机械系统方程175

5-5　控制系统中的误差检测装置179

5-6　测速发电机187

5-7　控制系统用的直流电动机188

5-8　两相感应电动机193

5-9　步进电动机195

5-10　张力控制系统200

5-11　边缘导引控制系统201

5-12　传输延迟系统205

5-13　太阳定向仪系统206

参考文献210

习题211

6-2　控制系统时间响应的典型试验信号220

6-1　引言220

第六章　控制系统的时域分析220

6-3　控制系统的时域特性——稳态响应222

6-4　控制系统的时域特性——暂态响应231

6-5　二阶系统的暂态响应232

6-6　位置控制系统的时间响应241

6-7　微分控制对反馈控制系统时间响应的影响250

6-8　积分控制对反馈控制系统时间响应的影响254

6-10　状态变量反馈控制257

6-9　速度反馈或测速发电机反馈控制257

参考文献260

习题260

第七章　控制系统的稳定性267

7-1　引言267

7-2　稳定性、特征方程和状态转移矩阵267

7-3　有输入的线性定常系统的稳定性269

7-4　判定线性控制系统稳定性的方法271

7-5　劳斯-胡尔威茨判据272

7-6　乃氏判据278

7-7　乃氏判据的应用288

7-8　在G（s）H（s）中追加极点和零点对乃氏轨迹形状的影响294

7-9　多环系统的稳定性297

7-10　时滞线性控制系统的稳定性300

7-11　非线性系统的稳定性——波波夫判据302

参考文献306

习题308

8-1 引言312

8-2　根轨迹的基本条件312

第八章　根轨迹法312

8-3　全根轨迹的绘制316

8-4　用根轨迹法解多项式的根342

8-5　根轨迹法的几个重要特点346

8-6　广义根轨迹355

8-7　纯时滞系统的根轨迹361

8-8　根轨迹和极坐标图的关系369

8-9　离散控制系统的根轨迹371

参考文献375

习题378

9-1　引言381

第九章　控制系统的频域分析381

9-2　频域特性指标384

9-3　二阶系统的Mp、ωp及频带宽度384

9-4 在开环传递函数上追加零点的影响387

9-5　在开环传递函数上追加极点的影响391

9-6　相对稳定性——增益裕量、相角裕量及Mp392

9-7　相对稳定性与伯德图的幅值曲线斜率的关系400

9-8　G（jω）平面上的等M轨迹401

9-9　G（jω）平面上的等相角轨迹404

9-10　幅相平面上的等M和等N轨迹——尼柯尔斯图线405

9-11 非单位反馈系统的闭环频率响应分析410

9-12　用频域法研究敏感度411

参考文献413

习题414

第十章　控制系统设计引论417

10-1 引言417

10-2　控制系统的经典设计法421

10-3　相位超前校正425

10-4　相位滞后校正441

10-5　滞后-超前校正453

10-6　桥接T型网络校正457

参考文献463

习题463

第十一章　最优控制引论470

11-1 引言470

11-2　解析设计法471

11-3　参数最优化479

11-4 有指定特征值的系统的设计——能控性的一种应用481

11-5　状态观测器的设计484

11-6　最优线性调节器设计493

11-7　部分状态反馈的设计507

参考文献513

习题514

附录A 频域图518

A-1　传递函数的极坐标图518

A-2　传递函数的伯德图（转角图）523

A-3　幅相图531

附录B 拉氏变换表533

附录C 拉格朗日乘数法535