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第1章 绪论1

1.1 自动控制系统的一般概念1

1.1.1 基本术语1

1.1.2 反馈及反馈控制1

1.2 开环和闭环控制系统2

1.2.1 开环控制系统2

1.2.2 闭环控制系统3

1.2.3 复合控制系统4

1.3 控制系统的分类及基本要求5

1.3.1 控制系统的分类5

1.3.2 控制系统的基本性能要求6

本章小结7

习题8

第2章 控制系统的数学模型10

2.1 微分方程10

2.2 非线性方程的线性化11

2.3 传递函数12

2.3.1 拉氏变换13

2.3.2 传递函数15

2.4 控制系统的数学模型18

2.5 控制系统的等效变换20

2.5.1 结构图的组成20

2.5.2 结构图的化简和变换规则21

2.5.3 梅逊公式25

2.6 控制系统的传递函数27

2.6.1 闭环系统中的开环传递函数28

2.6.2 闭环系统的传递函数28

本章小结30

习题30

第3章 时域分析法33

3.1 典型输入信号和时域性能指标33

3.1.1 典型输入信号33

3.1.2 时域性能指标34

3.2 一阶系统的时域分析35

3.2.1 单位阶跃响应36

3.2.2 单位斜坡响应36

3.2.3 单位脉冲响应37

3.3 二阶系统的时域分析37

3.3.1 典型的二阶系统37

3.3.2 二阶系统的阶跃响应37

3.3.3 系统的暂态性能指标39

3.4 系统的稳定性分析43

3.4.1 系统稳定性的概念和稳定的充分必要条件43

3.4.2 劳斯判据44

3.4.3 古尔维茨判据46

3.4.4 代数判据的应用47

3.5 系统的稳态特性分析50

3.5.1 稳态误差的定义50

3.5.2 系统的分类51

3.5.3 给定作用下的稳态误差51

3.5.4 扰动输入作用下的稳态误差54

3.5.5 减小稳态误差的方法56

本章小结58

习题59

第4章 根轨迹法64

4.1 根轨迹法的基本概念64

4.1.1 根轨迹64

4.1.2 根轨迹方程65

4.2 绘制根轨迹的基本规则65

4.3 参量根轨迹的绘制70

本章小结71

习题71

第5章 线性系统的频域分析法73

5.1 频率特性的基本概念73

5.1.1 频率特性的基本概念73

5.1.2 由传递函数确定系统的频率特性75

5.2 典型环节 的极坐标图76

5.3 典型环节 的对数坐标图79

5.4 控制系统的开环频率特性84

5.4.1 系统开环奈氏图85

5.4.2 系统开环伯德图88

5.5 奈奎斯特稳定判据91

5.5.1 系统开环频率特性和闭环特征式的关系91

5.5.2 奈奎斯特（H.Nyquist）稳定判据92

5.5.3 奈奎斯特（H.Nyquist）稳定判据的对数形式94

5.6 相对稳定性分析95

5.6.1 相角裕度95

5.6.2 幅值裕度95

本章小结97

习题98

第6章 控制系统的校正100

6.1 校正的基本概念100

6.1.1 校正的方式100

6.1.2 校正的性能指标100

6.1.3 校正目标101

6.2 PID控制器101

6.3 串联超前校正104

6.3.1 超前校正装置104

6.3.2 超前校正设计106

6.4 串联滞后校正109

6.4.1 滞后校正装置109

6.4.2 滞后校正设计110

本章小结112

习题113

第7章 自动控制系统实例114

7.1 十字路口交通信号灯的PLC控制114

7.1.1 十字路口交通信号及其控制时序114

7.1.2 十字路口交通信号灯的PLC控制114

7.2 分体单冷空调自动控制系统117

7.2.1 分体单冷空调的基本工作原理117

7.2.2 分体单冷空调自动控制系统118

7.3 锅炉设备的控制119

7.3.1 汽包水位控制119

7.3.2 蒸汽过热系统的控制120

7.3.3 锅炉燃烧过程的控制120

7.4 恒压供水控制系统122

7.4.1 恒压供水122

7.4.2 恒水压控制装置124

7.4.3 其他方案125

本章小结125

习题126

参考文献127