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第1章 自动控制系统的基本知识1

1.1自动控制的基本概念1

1.1.1自动控制1

1.1.2常用术语1

1.2自动控制系统的组成与系统原理框图2

1.2.1自动控制系统的组成2

1.2.2自动控制系统的原理框图3

1.3控制系统的分类4

1.3.1自动控制的基本方式4

1.3.2控制系统的分类5

1.4对自动控制系统的基本要求7

1.4.1控制系统的稳态、动态与过渡过程7

1.4.2对自动控制系统的基本要求7

小结与要求9

思考题与习题9

第2章 自动控制系统的数学模型11

2.1标准微分方程11

2.1.1建立标准微分方程的一般步骤11

2.1.2标准微分方程的建立11

2.1.3标准微分方程的求解13

2.2传递函数14

2.2.1传递函数的定义14

2.2.2传递函数的性质15

2.2.3典型环节的传递函数15

2.3动态结构图20

2.3.1绘制动态结构图的步骤20

2.3.2动态结构图的绘制20

2.3.3运算阻抗法绘制动态结构图21

2.4动态结构图的等效变换24

2.4.1基本连接方式24

2.4.2比较点、引出点的移动27

2.5梅逊公式30

2.5.1常用术语31

2.5.2梅逊公式31

2.6控制系统的典型传递函数33

2.6.1闭环控制系统的开环传递函数34

2.6.2系统的闭环传递函数34

2.6.3系统的误差传递函数35

小结与要求35

思考题与习题36

第3章 时域分析法39

3.1控制系统的性能指标39

3.1.1典型输入信号39

3.1.2控制系统的性能指标41

3.2控制系统的动态性能分析42

3.2.1一阶系统的时域分析42

3.2.2二阶系统的响应分析43

3.3线性系统稳定性分析51

3.3.1系统稳定的概念51

3.3.2系统稳定的充分必要条件51

3.3.3代数稳定性判据52

3.3.4结构不稳定系统的改进措施55

3.4控制系统的稳态误差分析56

3.4.1误差与稳态误差的定义57

3.4.2稳态误差的计算57

3.4.3给定信号作用下的稳态误差及误差系数58

3.4.4扰动信号作用下的稳态误差62

3.4.5改善系统稳态精度的方法63

小结与要求64

思考题与习题65

第4章 频域分析法67

4.1频率特性的基本概念67

4.1.1频率特性的定义67

4.1.2频率特性与传递函数的关系68

4.1.3频率特性的数学表达式68

4.1.4频率特性的图像表示法69

4.2典型环节的频率特性71

4.2.1比例环节的频率特性71

4.2.2积分环节的频率特性71

4.2.3微分环节（理想微分）的频率特性72

4.2.4惯性环节的频率特性73

4.2.5一阶微分环节的频率特性76

4.2.6振荡环节77

4.2.7迟延环节79

4.2.8一阶不稳定环节80

4.2.9最小相位系统和非最小相位系统81

4.3系统开环频率特性81

4.3.1 O型系统的开环频率特性82

4.3.2Ⅰ型系统的开环频率特性84

4.3.3 Ⅱ型系统的开环频率特性85

4.3.4系统开环幅相频率特性曲线的画法86

4.3.5系统开环对数频率特性曲线（Bode）的画法88

4.3.6根据对数幅频特性曲线确定传递函数92

4.4系统稳定性的频域判据94

4.4.1奈奎斯特稳定性判据95

4.4.2对数频率稳定性判据96

4.4.3稳定裕量97

4.5系统开环频率特性与系统性能的关系100

4.5.1 3频段的概念100

4.5.2典型系统104

小结与要求105

思考题与习题105

第5章 简单控制系统108

5.1简单控制系统的组成108

5.2被控量与操纵量的选择108

5.2.1被控量的选择108

5.2.2操纵量的选择109

5.3执行器的选择111

5.3.1气动执行器的结构与分类111

5.3.2控制阀流量特性114

5.3.3控制阀的选择117

5.4基本控制规律118

5.4.1控制器的控制规律118

5.4.2基本控制规律的类型118

5.4.3常用控制规律的选择121

5.4.4控制器正、反作用的选择122

5.5简单控制系统的控制器参数整定123

小结与要求126

思考题与习题126

第6章 复杂控制系统128

6.1串级控制系统128

6.1.1串级控制系统的组成128

6.1.2串级控制系统的工作过程130

6.1.3串级控制系统的特点130

6.1.4串级控制系统的设计131

6.1.5串级控制系统的适用场合134

6.2前馈控制系统135

6.2.1前馈控制的概念135

6.2.2前馈控制的特点及局限性136

6.2.3前馈—反馈控制136

6.2.4前馈控制的应用137

小结与要求139

思考题与习题139

第7章 特殊控制系统141

7.1均匀控制系统141

7.1.1均匀控制的概念141

7.1.2均匀控制系统的结构142

7.2分程控制系统143

7.2.1概述143

7.2.2分程控制系统的结构与分类144

7.2.3分程控制系统的应用144

7.2.4分程控制系统需要注意的问题146

7.3比值控制系统146

7.3.1比值控制的概念146

7.3.2比值控制系统的结构147

7.3.3比值控制系统中比值系数的换算150

7.3.4比值控制系统的设计151

7.4自动选择性控制系统152

7.4.1选择性控制系统的概念152

7.4.2自动选择性控制系统的类型152

7.4.3选择性控制系统的设计154

7.4.4预防积分饱和措施155

小结与要求155

思考题与习题155

附表 常用函数拉氏变换对照表157

参考文献158