第1章緒論

1.1機械工程控制理論研究的對象與任務(wù)

1.2系統(tǒng)的基本概念

1.2.1自動控制系統(tǒng)工作原理

1.2.2系統(tǒng)的分類

1.2.3反饋控制系統(tǒng)的基本組成

1.2.4名詞術(shù)語

1.3對控制系統(tǒng)的基本要求

1．4機械工程中的控制問題

1.5本課程的特點及學習方法

習題1

第2章系統(tǒng)的數(shù)學模型

2.1拉普拉斯變換

2.1.1拉普拉斯變換的定義

2.1.2拉氏變換的主要定理

2.1.3拉普拉斯反變換

2.1.4用拉氏變換解常系數(shù)線性微分方程

2.2系統(tǒng)的微分方程

2.2.1系統(tǒng)的數(shù)學模型

2.2.2線性系統(tǒng)

2.2.3非線性系統(tǒng)

2.3線性微分方程式的建立

2.3.1建立線性微分方程式的步驟

2.3.2舉例

2.4系統(tǒng)數(shù)學模型的線性化

2.5傳遞函數(shù)

2.5.1傳遞函數(shù)的概念

2.5.2典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)

2.5.3相似原理

2.6方塊圖及其應(yīng)用

2.6.1方塊圖單元、相加點和分支點

2.6.2方塊圖基本連接方式

2.6.3繪制系統(tǒng)方塊圖的方法

2.6.4方塊圖的變換法則

2.6.5系統(tǒng)傳遞函數(shù)的求法

2.7信號流程圖及梅森公式

2.7.1信號流程圖

2.7.2定義

2.7.3系統(tǒng)信號流程圖的畫法

2.7.4梅森公式

2.8利用MATLAB語言進行數(shù)學模型的描述

習題2

第3章時間響應(yīng)與誤差分析

3.1時間響應(yīng)與典型輸入信號

3.1.1時間響應(yīng)的概念

3.1.2典型輸入信號

3.1.3瞬態(tài)響應(yīng)的性能指標

3.2一階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)

3.2.1一階系統(tǒng)的數(shù)學模型

3.2.2一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)

3.2.3一階系統(tǒng)的單位斜坡響應(yīng)

3.2.4一階系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)

3.3二階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)

3.3.1二階系統(tǒng)的數(shù)學模型

3.3.2二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)

3.3.3二階系統(tǒng)的單位斜坡響應(yīng)

3.3.4二階系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)

3.3.5二階系統(tǒng)階躍響應(yīng)與極點的關(guān)系

3.3.6二階系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)的性能指標計算

3.4高階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)

3.5控制系統(tǒng)的誤差分析與計算

3.5.1控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差概念

3.5.2輸入引起的穩(wěn)態(tài)誤差

3.5.3擾動作用下的穩(wěn)態(tài)誤差

3.5.4減小穩(wěn)態(tài)誤差的方法

3.6時間特性與穩(wěn)態(tài)誤差的計算機求解

習題3

第4章頻率特性分析法

4.1頻率特性的基本概念

4.1.1頻率特性及其物理意義

4.1.2頻率特性的求法

4.2頻率特性表示法

4.2.1極坐標圖(奈奎斯特圖)

4.2.2對數(shù)坐標圖(伯德圖)

4.2.3增益相位圖(尼科爾斯圖)

4.3典型環(huán)節(jié)的頻率特性

4.3.1比例環(huán)節(jié)的頻率特性

4.3.2積分環(huán)節(jié)的頻率特性

4.3.3理想微分環(huán)節(jié)的頻率特性

4.3.4慣性環(huán)節(jié)的頻率特性

4.3.5一階微分環(huán)節(jié)的頻率特性

4.3.6二階振蕩環(huán)節(jié)的頻率特性

4.3.7二階微分環(huán)節(jié)的頻率特性

4.4控制系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)坐標圖和最小相位系統(tǒng)

4.4.1控制系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)坐標圖

4.4.2最小和非最小相位系統(tǒng)

4.5系統(tǒng)的閉環(huán)頻率特性

4.5.1由開環(huán)頻率特性估計閉環(huán)頻率特性

4.5.2閉環(huán)系統(tǒng)頻率特性的性能指標

4.6由實測頻率特性曲線確定系統(tǒng)傳遞函數(shù)

4.6.1頻率特性實驗分析的步驟

4.6.2由對數(shù)坐標圖確定系統(tǒng)的傳遞函數(shù)

4.7用MATLAB語言計算頻率特性

4.7.1極坐標圖（奈奎斯特圖)

4.7.2對數(shù)坐標圖(伯德圖)

4.7.3對數(shù)幅相頻率特性圖(尼科爾斯圖)

習題4

第5章根軌跡法

5.1繪制根軌跡的基本條件

5.1.1基本分析

5.1.2基本條件

5.2以K1為參數(shù)變量的根軌跡的繪制

5.2.1根軌跡的起點

5.2.2根軌跡的終點

5.2.3根軌跡的對稱性

5.2.4根軌跡的漸近線

5.2.5實軸上的根軌跡

5.2.6根軌跡的出射角和入射角

5.2.7根軌跡的分離點與會合點

5.2.8根軌跡與虛軸的交點

5.3增加開環(huán)零、極點對根軌跡的影響

5.3.1增加零點的影響

5.3.2增加極點的影響

5.4利用MATLAB語言繪制系統(tǒng)的根軌跡

習題5

第6章控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析

6.1穩(wěn)定性的基本概念及系統(tǒng)穩(wěn)定條件

6.1.1穩(wěn)定性概念

6.1.2系統(tǒng)穩(wěn)定的條件

6.2穩(wěn)定性的時域（代數(shù)）判據(jù)

6.2.1勞斯穩(wěn)定判據(jù)

6.2.2赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù)

6．3結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定系統(tǒng)

6.4穩(wěn)定性的頻域（幾何）判據(jù)及相對穩(wěn)定性

6.4.1奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)

6.4.2穩(wěn)定裕度

6.4.3對數(shù)坐標圖判據(jù)

6.5用MATLAB語言分析穩(wěn)定性

6.5.1時域（代數(shù)）穩(wěn)定判斷

6.5.2用對數(shù)坐標圖法判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性

習題6

第7章系統(tǒng)的設(shè)計與校正

7.1概述

7.1.1控制系統(tǒng)的性能指標分類

7.1.2時域指標和頻域指標的對應(yīng)關(guān)系

7．2設(shè)計與校正概述

7.2.1系統(tǒng)設(shè)計與校正的一般原則

7.2.2設(shè)計與校正的方法

7.3調(diào)整增益的校正

7.4串聯(lián)超前校正

7.4.1串聯(lián)超前校正的應(yīng)用場合與校正效果

7.4.2串聯(lián)超前校正裝置

7.4.3利用對數(shù)坐標圖進行串聯(lián)超前校正

7.5串聯(lián)滯后校正

7.5.1串聯(lián)滯后校正應(yīng)用場合與校正結(jié)果

7.5.2串聯(lián)滯后校正裝置

7.5.3應(yīng)用舉例

7.6滯后�渤�前校正

7.6.1串聯(lián)滯后�渤�前校正應(yīng)用場合與校正結(jié)果

7.6.2串聯(lián)滯后�渤�前校正裝置

7.6.3利用對數(shù)坐標圖進行串聯(lián)滯后�渤�前校正

7.6.4應(yīng)用舉例

7.7反饋校正

7.7.1反饋的作用

7.7.2串聯(lián)校正與反饋校正的比較

7．8PID控制

習題7

第8章計算機采樣控制系統(tǒng)

8.1引言

8.2信號的采樣與保持

8.2.1采樣過程

8.2.2采樣定理

8.2.3采樣信號的保持

8.3z變換和z反變換

8.3.1z變換的定義

8.3.2z變換方法

8.3.3z變換的基本定理

8.3.4z反變換

8.4采樣控制系統(tǒng)的數(shù)學模型

8.4.1脈沖傳遞函數(shù)的定義與求解

8.4.2開環(huán)采樣系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)

8.5采樣控制系統(tǒng)的性能分析

8.5.1采樣控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析

8.5.2采樣系統(tǒng)極點分布與瞬態(tài)響應(yīng)的關(guān)系

8.5.3采樣系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差

8.6用MATLAB語言設(shè)計數(shù)字控制系統(tǒng)

習題8

參考文獻