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第1章 导论1

引言1

MATLAB和控制系统工具箱1

课目之间的相互参照2

本书的使用方法3

第2章 单方框模型及其响应6

引言6

传递函数6

例2.1创建G（s）为TF对象7

源程序2.18

例2.1创建G（s）为ZPK对象8

源程序2.29

强化习题9

P2.1～P2.49

留数与脉冲响应9

例2.3求部分分式展开式和g（t）10

源程序2.311

例2.4单个极点引起的时间响应12

互异极点的时间响应12

强化习题12

P2.5～P2.612

源程序2.413

交叉检查13

强化习题13

P2.7～P2.813

重极点引起的时间响应14

例2.5重极点14

源程序2.515

强化习题15

P2.9～P2.1015

阶跃响应15

例2.6 G（s）的阶跃响应15

源程序2.616

例2.7脉冲输入响应17

对一般输入的响应17

P2.11～P2.1217

强化习题17

源程序2.718

P2.13～P2.1419

极点和稳定性19

例2.8极点和系统稳定性20

源程序2.820

交叉检查20

P2.15～P2.1821

强化习题21

零点对系统响应的影响22

例2.9阻塞零点22

源程序2.923

强化习题24

P2.19～P2.2024

例2.10右半平面零点24

综合问题25

E2.125

探究25

源程序2.1025

CP2.1～CP2.526

小结27

本章所使用的MATLAB函数27

习题答案29

第3章 建立和分析多方框模型31

引言31

串联连接31

例3.1两个系统的串联连接32

源程序3.133

强化习题33

P3.1～3.633

并联连接34

例3.2并联连接34

源程序3.235

强化习题35

例3.3串联/并联连接36

P3.7～P3.1036

源程序3.337

强化习题38

P3.11～P3.1238

反馈连接38

例3.4反馈连接39

源程序3.439

强化习题40

P3.13～P3.1940

控制器传递函数41

双输入反馈系统42

例3.5双输入反馈系统42

源程序3.545

探究45

E3.145

CP3.1～CP3.546

综合问题46

小结48

本章所使用的MATLAB函数48

习题答案49

第4章 状态空间模型51

引言51

模型的创建、变换和互连51

例4. 1建立状态空间模型52

P4.1～P4.254

例4.2串联、并联和反馈连接54

源程序4.154

强化习题54

源程序4.255

强化习题56

P4.3～P4.556

极点、零点、特征值和稳定性56

强化习题57

P4.6～P4.857

源程序4.357

例4.3特征值和传递零点57

时间响应58

例4.4脉冲、阶跃和一般响应58

源程序4.459

强化习题59

P4.9～P4.1159

例4.5标准变换60

状态变换60

源程序4.561

强化习题61

P4.12～P4.1361

探究62

EP4.162

综合问题62

CP4.1～CP4.462

小结63

本章所使用的MATLAB函数63

习题答案64

引言67

绘制根轨迹图67

第5章 根轨迹图67

例5.1纯实数极点68

源程序5.168

例5.2实数和复数极点70

源程序5.270

强化习题72

P5.1～P5.972

例5.3可变零点位置74

任意参数的变化74

源程序5.375

强化习题76

P5.10～P5.1276

交叉检验77

探究77

E5.1～E5.277

综合问题77

CP5.1～CP5.477

小结79

本章所使用的MATLAB函数80

习题答案80

第6章 频率响应分析82

引言82

正弦稳态响应82

例6.1正弦稳态响应83

源程序6.183

P6.1～P6.584

强化习题84

频率响应曲线85

例6.2伯德图、尼柯尔斯图和奈奎斯特图86

源程序6.286

例6.3转角频率和渐近线88

源程序6.388

强化习题89

P6.6～P6.1189

例6.4 穿越频率、裕量和稳定性91

频域稳定性分析91

源程序6.492

交叉检验93

强化习题93

P6.12～P6.1493

探究93

E6.193

综合问题94

CP6.1～CP6.494

小结95

本章所使用的MATLAB函数95

习题答案96

第7章 系统性能97

引言97

时域性能97

例7.1阶跃响应性能99

源程序7.199

强化习题100

P7.1～P7.3101

稳态调节101

例7.2速度误差系数101

源程序7.2102

强化习题102

P7.4～P7.5102

频域性能103

源程序7.3104

例7.3频域性能104

强化习题106

P7.6～P7.7106

探究106

E7.1106

综合问题107

CP7.1～CP7.3107

小结108

本章所使用的MATLAB函数108

习题答案109

第8章 比例-积分-微分控制110

引言110

比例控制110

例8.1比例控制111

源程序8.1（a）112

源程序8.1（b）113

源程序8.1（c）115

比例+积分控制115

例8.2 PI控制116

源程序8.2（a）117

源程序8.2（b）118

比例-积分-微分控制120

例8.3 PID控制120

探究124

E8.1～E8.2124

综合问题125

CP8.1～CP8.3125

本章所使用的MATLAB函数126

小结126

第9章 频率响应设计128

引言128

滞后控制器设计128

方法1——提高低频幅值128

例9.1滞后控制器设计方法1130

源程序9.1（a）130

源程序9.1（b）132

方法2——减小中频和高频幅值133

例9.2滞后控制器设计方法2134

源程序9.2（c）135

超前控制器设计136

例9.3超前控制器设计138

源程序，9.3139

基于频率响应的超前滞迟后控制器设计141

例9.4超前-滞后控制器设计141

源程序9.4143

例9.5 PID的超前-滞后控制145

基于PID的超前-滞后控制器设计145

源程序9.5146

探究148

E9.1～E9.2148

综合问题149

CP9.1～CP9.2149

小结149

本章所使用的MATLAB函数150

能控性151

引言151

第10章 状态空间设计法151

例10.1能控性矩阵152

源程序*10.1152

强化习题152

P10.1～P10.2152

极点配置153

例10.2全状态反馈的极点配置153

强化习题154

例10.3极点配置（低增益）154

源程序*10.2154

P10.3～P10.5155

能观性155

例10.4能观性矩阵155

源程序10.4156

强化习题156

P10.6～P10.8156

源程序10.5157

例10.5观测器设计157

观测器设计157

强化习题158

P10.9～P10.11159

观测器-控制器设计160

例10.6观测器-控制器设计160

源程序10.6161

强化习题164

P10.12～P10.14164

E10.1～E10.2165

探究165

综合问题166

CP10.1～CP10.4166

小结168

本章所使用的MATLAB函数168

习题答案169

附录170

A 实际系统的模型170

引言170

电源系统171

具有反作用轮的人造卫星172

弹性杆平衡器174

水轮机和进水管176

B MATLAB命令178

引言178

本书中使用的MATLAB函数178

参考文献184

索引185