21世紀高等學校電子信息工程規劃教材：自動控制原理

　　《自動控制原理》系統地介紹了研究單變量控制系統的基本理論、基本方法和工程應用的基本計算要點。主要內容包括線性連續系統的穩定性、瞬態性能和穩態性能的時域、復域和頻域理論，以及離散系統的理論基礎和非線性系統的一般分析法。全書共分8章：第1章講述自動控制系統的基本概念，第2章講述自動控制系統的數學模型與建模方法，第3～5章講述控制系統的時域分析法、根軌跡分析法和頻域分析法，第6章講述控制系統設計和校正的概念與方法，第7章講述線性離散系統的理論基礎，第8章講述非線性系統的描述函數和相平面分析法。
　　《自動控制原理》在編寫風格上，從貼近學習者的角度，嘗試用較輕鬆活潑的語言講述專業問題和引出解決思路。
　　《自動控制原理》適合作為高等院校電類和非電類相關專業本科生的教材，可供有關工程技術人員自學和參考。

第1章　自動控制系統的基本概念
1.1　引言
1.1.1　自動控制的自然系統和人造系統
1.1.2　自動控制理論發展簡史
1.1.3　自動控制中的常用術語
1.2　開環控制系統和閉環控制系統
1.2.1　開環控制系統
1.2.2　閉環控制系統
1.2.3　復合控制系統
1.3　自動控制系統的基本構成
1.4　自動控制系統的分類和應用
1.5　對自動控制系統的基本要求
思考題與習題

第2章　自動控制系統的數學模型
2.1　建立動態微分方程的一般方法
2.2　非線性系統微分方程模型的線性化
2.3　傳遞函數
2.3.1　拉普拉斯變換
2.3.2　傳遞函數
2.3.3　典型環節的傳遞函數
2.4　系統動態結構圖
2.4.1　結構圖的基本概念
2.4.2　結構圖的組成和建立
2.4.3　結構圖的等效變換
2.5　自動控制系統的傳遞函數
2.5.1　系統的開環傳遞函數
2.5.2　閉環系統的傳遞函數
2.5.3　閉環系統的偏差傳遞函數
2.6　信號流圖
2.6.1　信號流圖採用的符號及術語
2.6.2　信號流圖的等效變換法則
2.6.3　梅遜增益公式
思考題與習題

第3章　線性系統的時域分析
3.1　自動控制系統時域響應的基本概念
3.2　自動控制系統的穩定性和代數穩定判據
3.2.1　自動控制系統穩定性
3.2.2　勞斯一胡維茨判據
3.3　一階系統的階躍響應
3.4　二階系統的階躍響應
3.5　二階系統的時域指標
3.5.1　時域指標及其計算
3.5.2　具有零點的二階系統
3.6　高階系統
3.6.1　高階系統的時域分析
3.6.2　主導極點和主導極點法
3.7　誤差分析
3.7.1　穩態誤差的概念
3.7.2　穩態誤差的計算
3.7.3　動態誤差係數
3.7.4　減小穩態誤差的方法
思考題與習題

第4章　根軌跡分析法
4.1　根軌跡的基本概念
4.2　繪製根軌跡的基本條件和規則
4.2.1　根軌跡方程
4.2.2　繪製根軌跡的基本規則
4.3　特殊根軌跡
4.3.1　參數根軌跡
4.3.2　正反饋系統根軌跡
4.3.3　具有純滯後環節系統的根軌跡
4.4　用根軌跡法分析系統性能
4.4.1　閉環極點的位置與系統性能的關係
4.4.2　增加開環零、極點對系統性能的影響
思考題與習題

第5章　頻域分析法
5.1　頻率特性及其表示法
5.1.1　頻率特性的基本概念
5.1.2　頻率特性的表示方法
5.2　典型環節的頻率特性
5.2.1　比例環節的頻率特性
5.2.2　慣性環節的頻率特性
5.2.3　積分環節的頻率特性
5.2.4　微分環節的頻率特性
5.2.5　振盪環節的頻率特性
5.2.6　時滯環節
5.2.7　最小相位與非最小相位環節
5.3　系統開環頻率特性的繪製
5.3.1　系統的開環幅相頻率特性
5.3.2　系統的開環對數頻率特性
5.4　用頻率特性分析控制系統的穩定性
5.4.1　控制系統的穩定判據
5.4.2　應用開環幅相頻率特性判斷閉環系統的穩定性
5.4.3　應用系統開環對數頻率特性判斷閉環系統的穩定性
5.4.4　奈氏穩定判據應用舉例
5.4.5　頻率域中描述系統的穩定裕量
5.5　系統瞬態特性和開環頻率特性的關係
5.5.1　開環對數頻率特性的基本性質
5.5.2　系統瞬態特性和開環頻率特性的關係
5.6　閉環系統頻率特性
5.6.1　閉環系統頻率特性與開環系統頻率特性的關係
5.6.2　閉環系統等M、等柙布澳崾賢?
5.6.3　非單位反饋系統的閉環頻率特性
5.7　系統瞬態特性和閉環頻率特性的關係
5.7.1　諧振峰值Mp和超調量洌ブ淶墓叵?
5.7.2　諧振峰值Mp和調整時間ts的關係
5.7.3　頻帶寬BW和鈧淶墓叵?
思考題與習題

第6章　控制系統的設計
6.1　引言
6.1.1　設計要求
6.1.2　性能指標
6.1.3　校正方式
6.2　系統校正的根軌跡法
6.2.1　超前校正
6.2.2　滯後校正
6.3　系統校正的頻率響應法
6.3.1　串聯超前校正
6.3.2　串聯滯後校正
6.3.3　串聯滯後超前校正
6.4　反饋校正
思考題與習題

第7章　線性離散系統的理論基礎
7.1　採樣控制系統的基本概念
7.2　信號的採樣和保持
7.2.1　採樣過程及採樣函數的數學表達式
7.2.2　採樣定理
7.2.3　信號的保持
7.3　Z變換
7.3.1　Z變換
7.3.2　Z反變換
7.3.3　差分方程
7.4　脈衝傳遞函數
7.4.1　脈衝傳遞函數的定義
7.4.2　開環系統脈衝傳遞函數
7.4.3　閉環系統脈衝傳遞函數
7.5　採樣控制系統的時域分析
7.5.1　採樣控制系統的穩定性分析
7.5.2　採樣控制系統的穩態誤差分析
7.5.3　採樣控制系統的瞬態特性分析
思考題與習題

第8章　非線性系統
8.1　非線性系統的特點
8.2　典型非線性特性
8.2.1　飽和特性
8.2.2　間隙特性
8.2.3　死區特性
8.2.4　繼電特性
8.2.5　變放大係數特性
8.3　描述函數法基礎
8.3.1　典型非線性特性的描述函數
8.3.2　組合非線性特性的描述函數
8.4　非線性系統的描述函數法分析
8.4.1　描述函數法的應用條件
8.4.2　非線性系統結構圖的簡化
8.4.3　非線性系統的穩定性及自振分析
8.5　相平面法基礎
8.5.1　相平面、相軌跡及相平面圖
8.5.2　相軌跡和相平面圖的性質
8.5.3　相平面圖的繪製
8.6　二階系統的相軌跡
8.6.1　奇點
8.6.2　極限環
8.6.3　漸近線
8.7　非線性系統的相平面法分析
思考題與習題
參考文獻