本书为普通高等教育“十一五”**级规划教材。本书比较全面地介绍了自动控制系统分析与设计的基本理论和应用技术。内容包括:控制系统的数学模型,控制系统的时域分析与系统设计导论,控制系统的根轨迹分析与设计、频域分析与设计、状态空间分析与设计,离散控制系统的分析与设计以及非线性控制系统的分析。本书知识点分布较宽,难度适中,突出了控制系统特性分析方法和控制器初步设计理念,强调了建立基本概念和掌握基本分析技能,所举案例多在工业过程控制领域,尤其在电力工业领域,同时还给出了应用MATLAB工具进行辅助分析的提示。
本书可作为高等学校电气信息类及相关专业教材,也可供从事自动化技术的工程技术人员学习参考。

第二章 控制系统的数学模型
**节 引言
描述自动控制系统及子系统的输入输出变量之间静态或动态关系的数学表达公式或图表称为控制系统的数学模型。控制系统的数学模型有多种形式,例如,描述静态特性的有代数方程、静态结构图和静态关系表等;描述动态特性的有微分方程、差分方程、传递函数、状态方程、动态结构图和动态曲线等。同一个控制系统可用不同形式的数学模型来描述,常根据具体需要来选用。同一形式的数学模型又可描述不同的控制系统。
*常用的控制系统数学模型是传递函数、频率特性函数和状态方程。他们都属于线性数学模型。尽管实际的自动控制系统总存在非线性元件,其数学模型应该是非线性的,但是无论建立还是分析一个实际的控制系统都相当困难,使得人们尽可能地选择线性数学模型。类似的情况也发生在用集中参数模型取代分布参数模型上。对实际的物理系统,应该用分布参数模型分析才更符合现实,但是这就要用偏微分方程形式的数学模型,而建立和求解偏微分方程又是人们想要回避的。因此,人们在建立和分析控制系统的数学模型时,常常根据实际情况忽略一些次要因素,在误差允许的条件下用简化的数学模型来表述实际的系统。
……

前言
**章 绪论
**节 引言
第二节 反馈控制系统的基本概念
第三节 方框图表示法和控制系统组成要素
第四节 自动控制系统的分类
第五节 控制系统性能分析
第六节 自动控制系统的性能要求
习题一
第二章 控制系统的数学模型
**节 引言
第二节 微分方程、传递函数和阶跃响应
第三节 机理分析建模方法
第四节 典型环节的动态特性
第五节 方框图等效转换和信号流图
第六节 状态空间模型及求解
第七节 状态空间模型的标准形
第八节 状态空间模型的标准形变换
第九节 实验建模方法
习题二
第三章 控制系统的时域分析
**节 引言
第二节 时域性能指标
第三节 一阶系统的时域分析
第四节 二阶系统的时域分析
第五节 高阶系统的动态响应及简化分析
第六节 零极点分布对系统动态响应的影响
第七节 控制系统的稳定性与代数判据
第八节 控制系统的稳态误差分析及误差系数
第九节 李亚普诺夫稳定性分析
习题三
第四章 控制系统设计导论及时域设计
**节 引言
第二节 系统结构设计
第三节 控制规律选择
第四节 控制器参数整定
第五节 串级控制系统
第六节 多闭环控制系统
第七节 比值控制系统
第八节 前馈控制系统
第九节 解耦控制系统
第十节 迟延补偿控制系统
第十一节 其他控制系统
习题四
第五章 控制系统的根轨迹分析与设计
**节 引言
第二节 根轨迹的基本概念
第三节 绘制根轨迹图的规则和方法
第四节 开环零极点对根轨迹的影响
第五节 控制系统的根轨迹设计

第六节 参变量根轨迹族
第七节 零度根轨迹
习题五
第六章 控制系统的频域分析与设计
**节 引言
第二节 频率特性的基本概念
第三节 频率特性的极坐标图
第四节 频率特性的对数坐标图
第五节 控制系统的奈氏图分析
第六节 控制系统的伯德图分析
第七节 闭环系统频率特性分析
第八节 控制系统的频域设计
习题六
第七章 离散控制系统的分析与设计
**节 引言
第二节 连续信号的采样和复现
第三节 离散控制系统的数学模型
第四节 离散控制系统的性能分析
第五节 离散控制系统的设计
习题七
第八章 控制系统的状态空间分析与设计
**节 引言
第二节 离散状态方程及时域解
第三节 连续状态方程与离散状态方程之间的转换
第四节 状态转移矩阵的计算
第五节 系统的稳定性、能控性和能观性分析
第六节 线性定常系统的结构分解
第七节 闭环控制系统的状态空间分析
第八节 用极点配置法设计状态控制器
第九节 用极点配置法设计状态观测器
第十节 *优控制概论
习题八
第九章 非线性控制系统的分析与设计
**节 引言
第二节 非线性控制系统的描述函数分析
第三节 非线性控制系统的相平面分析
第四节 非线性控制系统设计
习题九
附录
附录1 拉普拉斯变换表及定理
附录2 用拉氏变换求解微分方程
附录3 Z变换表及定理
附录4 Z反变换解算
附录5 典型系统的根轨迹图
附录6 习题参考答案
参考文献