机械控制工程基础

　　第1章 绪论/1
　　 1.1 引言/1
　　 1.1.1 控制工程发展史/1
　　 1.1.2 机械控制工程的研究对象与任务/2
　　 1.2 控制系统简介/2
　　 1.2.1 控制系统的分类/2
　　 1.2.2 闭环控制系统的组成/6
　　 1.2.3 对控制系统的基本要求/7
　　 本章小结/7
　　 习题1/7
　　第2章 拉普拉斯变换/8
　　 2.1 拉氏变换的概念/8
　　 2.1.1 问题的提出/8
　　 2.1.2 拉氏变换的存在定理/9
　　 2.2 拉氏变换的性质/16
　　 2.2.1 线性性质/16
　　 2.2.2 微分性质/17
　　 2.2.3 积分性质/19
　　 2.2.4 位移性质/20
　　 2.2.5 延迟性质/21
　　 2.2.6 尺度变换/22
　　 2.2.7 初值定理、终值定理/23
　　 2.3 拉氏逆变换/24
　　 2.4 卷积/30
　　 2.4.1 卷积的概念/30
　　 2.4.2 卷积定理/31
　　 本章小结/34
　　 习题2/35
　　第3章 系统的数学模型/37
　　 3.1　系统的微分方程/38
　　 3.1.1 建立微分方程的基本步骤/38
　　 3.1.2 机械系统的微分方程/38
　　 3.1.3 电气系统的微分方程/42
　　 3.1.4 机电系统的微分方程/44
　　 3.2 系统的传递函数/48
　　 3.2.1 传递函数的基本概念/48
　　 3.2.2 传递函数的零点、极点和放大系数/50
　　 3.2.3 典型环节的传递函数/51
　　 3.3 系统方块框图及其简化/65
　　 3.3.1 系统传递函数的方框图表示/66
　　 3.3.2 传递函数方框图的化简/71
　　 3.4 输入和干扰同时作用下的系统传递函数/78
　　 本章小结/81
　　 习题3/81
　　第4章 时间响应分析/86
　　 4.1 概述/86
　　 4.1.1 时间响应及其组成/86
　　 4.1.2 典型试验信号/87
　　 4.2 一阶系统的时间响应/89
　　 4.2.1 一阶系统的单位脉冲响应/89
　　 4.2.2 一阶系统的单位阶跃响应/90
　　 4.2.3 单位脉冲响应和单位阶跃响应的关系/91
　　 4.3 二阶系统的时间响应/91
　　 4.3.1 二阶系统的单位脉冲响应/92
　　 4.3.2 二阶系统的单位阶跃响应/93
　　 4.3.3 二阶系统响应的性能指标/96
　　 4.4 系统稳态误差分析/101
　　 4.4.1 系统误差与偏差的关系/101
　　 4.4.2 系统的稳态误差/102
　　 4.4.3 静态误差系数/105
　　 本章小结/108
　　 习题4/108
　　第5章 系统频率响应分析/110
　　 5.1 频率特性概述/110
　　 5.1.1 频率特性的概念/110
　　 5.1.2 频率特性的特点和作用/113
　　 5.2 频率特性的极坐标图（Nyquist）图/115
　　 5.2.1 典型环节的Nyquist图/115
　　 5.2.2 Nyquist图的一般绘制方法/120
　　 5.3 频率特性的对数坐标图（Bode）图/124
　　 5.3.1 概述/124
　　 5.3.2 典型环节的Bode图/125
　　 5.3.3 Bode图的一般绘制方法/131
　　 5.4 闭环频率特性/138
　　 5.5 最小相位系统与非最小相位系统/138
　　 5.6 根据频率特性曲线估计系统传递函数/139
　　 5.6.1 确定放大倍数K/140
　　 5.6.2 各环节传递函数确定/141
　　 本章小结/142
　　 习题5/142
　　第6章 系统稳定性分析/145
　　 6.1 系统稳定的概念和条件/145
　　 6.2 劳斯（Routh）稳定判据/146
　　 6.2.1 系统稳定的必要条件/147
　　 6.2.2 系统稳定的充要条件/147
　　 6.2.3 劳斯判据的特殊情况/149
　　 6.3 Nyquist稳定判据/151
　　 6.3.1 米哈伊洛夫定理/151
　　 6.3.2 Nyquist稳定判据/153
　　 6.3.3 开环含有积分环节的Nyquist图/155
　　 6.3.4 具有延时环节的系统的稳定性分析/157
　　 6.3.5 Nyquist稳定判据应用举例/159
　　 6.4 Bode稳定判据/161
　　 6.5 系统的相对稳定性/164
　　 6.5.1 相位裕度/165
　　 6.5.2 幅值裕度Kg/165
　　 本章小结/168
　　 习题6/168
　　第7章 系统校正/170
　　 7.1 概述/170
　　 7.1.1 校正的概念/170
　　 7.1.2 系统的性能指标/170
　　 7.1.3 校正方式/175
　　 7.2 串联校正/176
　　 7.2.1 增益校正/176
　　 7.2.2 相位超前校正/178
　　 7.2.2 相位滞后校正/182
　　 7.2.3 相位滞后－超前校正/186
　　 7.3 PID校正/190
　　 7.3.1 PID控制规律及其实现/190
　　 7.3.2 PID调节器的设计/195
　　 7.4 反馈校正/198
　　 本章小结/204
　　 习题7/204
　　第8章 线性离散系统/208
　　 8.1 计算机控制系统概述/208
　　 8.1.1 计算机控制系统组成/208
　　 8.1.2 信号的采样与采样定理/210
　　 8.2 Z变换/214
　　 8.2.1 Z变换的定义/214
　　 8.2.2 Z变换的性质/216
　　 8.2.3 Z反变换/218
　　 8.3 线性离散系统的数学模型/221
　　 8.3.1 线性离散系统的差分方程/221
　　 8.3.2 脉冲传递函数/224
　　 8.4 线性离散系统的稳定性分析/230
　　 8.4.1 线性离散系统稳定的充分必要条件/230
　　 8.4.2 线性离散系统的稳定性判据/232
　　 8.4.3 线性离散系统的稳态误差分析/234
　　 8.5 线性离散系统的校正与设计/237
　　 8.5.1 对数频率特性法校正/237
　　 8.5.2 有限拍设计/241
　　 8.5.3 数字PID控制/247
　　 本章小结/254
　　 习题8/255
　　第9章 MATLAB在控制工程中的应用/257
　　 9.1 MATLAB简介/257
　　 9.2 用MATLAB进行瞬态响应分析/258
　　 9.2.1 线性系统的MATLAB表示/258
　　 9.2.2 系统单位阶跃响应的求法/258
　　 9.2.3 系统单位脉冲响应的求法/259
　　 9.3 用MATLAB进行频率响应分析/260
　　 9.3.1 用MATLAB作Bode图/260
　　 9.3.2 用MATLAB作Nyquist图/262
　　 9.4 SIMULINK应用/263
　　 9.4.1 SIMULINK概述/263
　　 9.4.2 启动SIMULINK工具包/264
　　 9.4.3 用SIMULINK创建系统模型/265
　　 9.4.4 用SIMULINK进行系统仿真/269
　　 本章小结/271
　　 习题参考答案/272
　　参考文献/285