本书从理论和工程应用相结合的角度, 比较全面和系统地阐述了控制理论(包括经典控制理论和现代控制理论)的基本内容。书中内容侧重介绍一些基本概念、基本理论和基本分析方法, 尽量降低理论方面的难度, 并注意强化读者的工程意识, 提高其工程实践能力。 本书的主要特色是在保持理论完整性和系统性的前提下, 从仿真实现的角度, 采用目前流行的控制系统分析和综合的软件包——MATLAB完成了相关内容的论述。全书共分为12章, 主要内容有: 绪论、线性系统的数学描述、 线性系统的时域分析法、线性系统的根轨迹法、频率响应法、 线性系统的校正方法、线性离散系统分析与设计、非线性控制系统分析、线性系统的状态空间描述与分析、 线性反馈系统的时间域综合和李亚普诺夫稳定性分析, 最后给出了一些控制系统设计实例分析, 以提高本书的实用性。书中结合相关的理论, 以例题的方式介绍了MATLAB在控制系统分析和设计中的应用。同时, 对每一章的内容进行了小结, 并提供了一定数量的典型例题和习题, 便于读者学习和巩固所学知识。本书可作为本科自动化及相关专业“自动控制理论”课程的教材, 也可供从事自动化工作的科技人员作参考。图书在版编目(CIP)数据
本书是西安电子科技大学出版社推出的“面向21世纪高等学校系列教材”之一，分别于2008年和2012年入选普通高等教育“十一五”和“十二五”国家级规划教材。本书主要内容由经典控制理论、现代控制理论和控制系统设计实例分析三部分组成，共40余万字。本书前三版共销售了近50 000册，在一些工科高等院校中得到了较广泛的应用。自2007年第二版发行以来，很多学校的老师和同学对本书提出了许多宝贵意见，并对原书中在编写、印刷和内容等方面存在的问题，做出了中肯的批评和认真的指正，在此编者对关注本教材建设的教师和学生表示衷心的感谢。按照读者的意见和近几年课堂教学的经验，本次修订对全书做了充分的改正和修改；在第四章中补充了广义根轨迹等内容，第七章中增加了采样拉氏变换性质等内容，并修改了书中的部分例题和习题。在本次修订工作中，彭冬亮教授负责修订内容的组织，薛安克教授审稿。另外，郭云飞副教授、朱亚萍教授、赵晓东教授和陈云教授等多位老师也为本书的修订工作提出了宝贵意见，在此表示感谢。
作 者
2021年11月于杭州
第一章 绪论 1
1.1 自动控制系统简介 1
1.2 自动控制系统分类 3
1.3 自动控制理论的发展历史 5
1.4 工程控制问题的基本要求 6
小结 7
习题 7
第二章 线性系统的数学描述 9
2.1 线性系统的时域数学模型 9
2.2 传递函数 12
2.3 结构图 18
2.4 信号流图 27
2.5 线性定常系统数学模型的MATLAB实现 30
小结 32
习题 32
第三章 线性系统的时域分析法 36
3.1 动态和稳态性能指标 36
3.2 一阶系统的时域分析 40
3.3 二阶系统的时域分析 42
3.4 高阶系统的时域分析 50
3.5 线性系统的稳定性分析 51
3.6 控制系统的稳态误差 55
3.7 基于MATLAB的线性系统时域分析 59
小结 61
习题 62
第四章 根轨迹法 65
4.1 根轨迹的基本概念 65
4.2 根轨迹的绘制 66
4.3 广义根轨迹 72
4.4 附加开环零点和极点对根轨迹的影响 74
4.5 系统性能的分析 77
小结 78
习题 79
第五章 频率响应法 81
5.1 频率特性 81
5.2 典型环节的频率特性 85
5.3 控制系统开环频率特性曲线的绘制 93
5.4 频域稳定性判据 102
5.5 稳定裕度 109
5.6 闭环系统的频域性能指标 113
小结 115
习题 116
第六章 线性系统的校正方法 120
6.1 校正的基本概念 120
6.2 线性系统的基本控制规律 121
6.3 常用校正装置及其特性 125
6.4 串联校正 130
6.5 反馈校正 137
6.6 复合校正 139
小结 141
习题 141
第七章 线性离散系统分析与设计 145
7.1 引言 145
7.2 信号的采样与保持 146
7.3 Z变换理论 149
7.4 脉冲传递函数 156
7.5 离散控制系统的性能分析 161
小结 169
习题 169
第八章 非线性控制系统分析 171
8.1 非线性控制系统概述 171
8.2 相平面分析法 174
8.3 描述函数法 191
小结 199
习题 199
第九章 线性系统的状态空间描述与分析 203
9.1 状态空间描述的基本概念 203
9.2 状态空间表达式的建立 207
9.3 线性定常系统的响应 219
9.4 状态转移矩阵 221
9.5 线性离散系统的响应 225
9.6 可控性和可观性 229
9.7 线性定常系统的线性变换 236
9.8 对偶原理 241
9.9 线性定常系统的结构分解 242
9.10 线性系统状态空间描述的MATLAB实现 244
小结 247
习题 247
第十章 线性反馈系统的时间域综合 252
10.1 输出反馈与状态反馈 252
10.2 极点配置问题 253
10.3 状态重构与状态观测器设计 256
10.4 MATLAB在线性反馈系统时间域综合中的应用 263
小结 265
习题 266
第十一章 李亚普诺夫稳定性分析 268
11.1 李亚普诺夫关于稳定性的定义 268
11.2 李亚普诺夫第一方法 269
11.3 李亚普诺夫第二方法 270
11.4 线性定常系统的李亚普诺夫稳定性分析 273
小结 276
习题 276
第十二章 控制系统设计实例分析 278
12.1 火炮稳定器的设计 278
12.2 船舶自动驾驶仪的设计 279
12.3 磁盘读写头的控制 281
12.4 倒立摆控制系统的设计 283
小结 286
附录 常用函数的拉氏变换和Z变换对照表 287
主要参考文献 288
精品教材 更多
