本书系统地介绍了自动控制理论的基本内容，并注重阐述基本理论、基本概念和综合分析方法。全书共分九章，分为两个部分：第一部分主要内容包括控制系统的数学模型、时域分析法、根轨迹分析法、频率响应法、控制系统的校正、离散控制系统、非线性控制系统，第二部分介绍了现代控制理论基础部分内容。本书重点突出，层次分明，理论联系实际。各章不仅介绍MATLAB相关应用的内容，而且有一定数量的典型例题分析。本书是一本面向高等学校电气自动化、电子信息、仪表及测试、机电类等专业的本科教材，亦可供从事控制工程领域工作的工程技术人员参考。

前言
第1章绪论
11引言
111自动控制理论的发展
112人工控制与自动控制
113开环控制与闭环控制
114闭环控制系统的基本组成和
术语定义
12自动控制系统的分类
121线性控制系统和非线性控制系统
122恒值控制系统、随动控制系统
和程序控制系统
123连续控制系统和离散控制系统
13对自动控制系统的基本性能要求
131稳定性
132快速性
133准确性
14MATLABSimulink介绍
15本章小结
思考题与习题
第2章控制系统的数学模型
21微分方程
211系统微分方程的建立
212建立微分方程的步骤
22传递函数
221传递函数的定义
222传递函数的性质
23典型环节的传递函数
231比例环节
232积分环节
233惯性环节
234微分环节
235振荡环节
236延迟环节
24动态结构图的等效变换
241动态结构图的建立
242动态结构图的等效变换法则
243动态结构图的等效变换举例
25自动控制系统的传递函数
251闭环控制系统的开环传递函数
252闭环传递函数
26信号流图
261信号流图的术语和性质
262信号流图的绘制
27梅逊公式
271梅逊公式的定义
272应用梅逊公式求系统闭环传递
函数举例
28利用MATLAB建立控制系统模型
281时间常数形式的传递函数
模型表示
282零极点形式的传递函数
模型表示
283模型的转换和连接
29案例分析与设计
210本章小结
思考题与习题
第3章时域分析法
31典型输入信号和时域性能指标
311典型输入信号
312阶跃响应的动态性能指标
313稳态性能指标
32一阶系统的时域分析
321单位阶跃响应
322单位脉冲响应
323单位斜坡响应
33二阶系统的时域分析
331典型的二阶系统
332二阶系统的单位阶跃响应
333系统的暂态性能指标
34高阶系统的时域分析
35系统的稳定性分析
351系统稳定性的充分必要条件
352劳斯-赫尔维茨稳定判据
353代数稳定判据的应用
36稳态误差计算
361稳态误差的定义和计算
362给定输入下的稳态误差
363扰动输入作用下的稳态误差
364减小稳态误差的方法
37应用MATLAB求控制系统的
时域响应
38案例分析与设计
39本章小结
思考题与习题
第4章根轨迹分析法
41根轨迹的基本概念
411根轨迹的概念
412根轨迹方程及绘制条件
42绘制根轨迹的基本规则
421基本规则
422绘制根轨迹举例
43广义根轨迹
431参数根轨迹
432零度根轨迹
44应用MATLAB绘制控制系统的
根轨迹
45案例分析与设计
46本章小结
思考题与习题
第5章频率分析法
51频率特性的基本概念
511频率响应
512频率特性
513频率特性与传递函数的关系
514频率特性的表示方法
52对数坐标图
521对数坐标图的特点
522典型环节的对数坐标图
523开环传递函数的对数坐标图
524系统类型与对数幅频特性曲线
之间的关系
53幅相频率特性图
531典型环节的奈奎斯特图
532开环传递函数概略奈奎斯特图的
绘制
54奈奎斯特稳定性判据
541幅角原理
542开环传递函数虚轴上无极点时
的奈奎斯特稳定性判据
543开环传递函数虚轴上存在极点时
的奈奎斯特稳定性判据
55系统的相对稳定性
551增益裕量
552相位裕度
56系统的闭环频率特性
57系统的频域性能指标和时域性能指标
的关系
571开环频域指标与时域指标
的关系
572闭环频域指标与时域指标
的关系
573开环对数频率特性曲线与系统
时域性能指标之间的关系
58应用MATLAB绘制系统的频率
特性曲线
59案例分析与设计
510本章小结
思考题与习题
第6章控制系统的校正
61系统校正的基本概念
611性能指标
612系统的校正
62常用控制规律
621P控制规律
622PD控制规律
623PI控制规律
624PID控制规律
63基于频率法的串联校正设计
631串联超前校正
632串联滞后校正
633串联滞后-超前校正
64按期望特性进行串联校正
65应用MATLAB进行校正设计
66案例分析与设计
67本章小结
思考题与习题
第7章离散控制系统
71离散控制系统的基本概念
72信号的采样与复现
721香农采样定理
722零阶保持器的原理
73离散控制系统的数学模型
731差分方程
732z变换与z反变换
733脉冲传递函数的定义
734开环系统的脉冲传递函数
735闭环系统的脉冲传递函数
74离散系统的性能分析
741离散系统的稳定性条件和
代数判据
742离散系统的稳态误差
743离散系统的动态性能
75应用MATLAB进行离散系统分析
76案例分析与设计
77本章小结
思考题与习题
第8章现代控制理论初步
81控制系统的状态空间描述
811状态变量和状态空间方程
812线性定常连续系统状态空间表
达式的建立
813状态空间表达式的线性变换
814传递函数与状态方程之间
的转换
815状态图
82线性定常系统状态方程的解
821线性系统状态方程的解
822状态转移矩阵的计算
83线性定常系统的能控性和能观性
831能控性
832能观性
833能控、能观标准型的线性
变换
834对偶原理
84线性定常系统的极点配置
841状态反馈
842状态反馈极点配置定理
843求状态反馈矩阵K的待定系
数法
844求状态反馈矩阵K的能控标准
型法
85状态观测器
851全维状态观测器
852配置极点求观测器增益矩阵的
待定系数法
853配置极点求观测器增益矩阵的
能观标准型法
854带状态观测器的状态反馈
系统
86李雅普诺夫稳定性分析
861李雅普诺夫关于稳定性
的定义
862李雅普诺夫判断系统稳定性
的方法
863线性定常系统的李雅普诺夫稳定性
分析
87案例分析与设计
88本章小结
思考题与习题
第9章非线性系统分析
91控制系统的非线性特性
911典型的非线性特性
912非线性系统的特性
913非线性控制系统的分析
研究方法
92相平面法
921相轨迹的基本概念
922相轨迹的基本性质
923相轨迹的绘制
924由相平面图求时间解
925奇点和极限环
926非线性控制系统的相平面分析
93描述函数法
931描述函数的基本概念
932典型非线性特性的描述函数
933非线性控制系统的描述
函数分析
94案例分析与设计
95本章小结
思考题与习题
附录
附录A常见拉普拉斯变换及z变换表
附录B控制理论中常用的中英文词组
参考文献