3.7.2 控制系统的时域响应 184
习题 193
第4章 线性系统的根轨迹分析法 203
4.1 引言 203
4.1.1 根轨迹 204
4.1.2 根轨迹的幅值和相角条件 207
4.1.3 利用试探法确定根轨迹上的点 209
4.2 绘制根轨迹的基本规则 210
4.2.1 180°等相角根轨迹的绘制规则 210
4.2.2 0°等相角根轨迹的绘制规则 225
4.2.3 参量根轨迹 226
4.2.4 关于180°和0°等相角根轨迹的几个问题 228
4.3 控制系统根轨迹绘制示例 229
4.4 基于根轨迹法的系统性能分析 239
4.4.1 增加开环零、极点对根轨迹的影响 239
4.4.2 条件稳定系统分析 242
4.4.3 利用根轨迹估算系统的性能 244
4.4.4 利用根轨迹计算系统的参数 246
4.5 利用MATLAB分析根轨迹 249
习题 255
第5章 线性系统的频域分析法 262
5.1 引言 262
5.2 频率特性的基本概念 262
5.2.1 定义 262
5.2.2 频率特性的表示方法 265
5.3 对数坐标图 265
5.3.1 对数坐标图及其特点 265
5.3.2 典型环节的对数坐标图 267
5.3.3 系统的对数频率特性的绘制 275
5.3.4 非*小相位系统对数坐标图 278
5.3.5 对数幅相图 285
5.4 极坐标图 286
5.4.1 典型环节的极坐标图 286
5.4.2 开环系统极坐标图的绘制 291
5.4.3 非*小相位系统的极坐标图 293
5.4.4 增加零、极点对极坐标图的影响 296
5.5 奈奎斯特稳定判据 301
5.5.1 辐角原理 301
5.5.2 奈奎斯特稳定判据 304
5.5.3 开环系统含有积分环节时奈奎斯特稳定判据的应用 308
5.5.4 奈奎斯特稳定判据在伯德图中的应用 313
5.5.5 对具有纯延迟的系统的稳定性分析 313
5.6 稳定裕度 316
5.7 闭环系统的频率特性 323
5.7.1 用向量法绘制闭环频率特性 324
5.7.2 等幅值轨迹（等M圆）和等相角轨迹（等N圆） 325
5.7.3 尼科尔斯图 330
5.7.4 非单位反馈系统的闭环频率特性 332
5.8 闭环系统性能分析 333
5.8.1 利用频率特性分析系统的稳态性能 333
5.8.2 频域性能指标与时域性能指标之间的关系 335
5.9 利用MATLAB进行系统的频域分析 344
5.9.1 利用MATLAB绘制伯德图（对数坐标图） 344
5.9.2 利用MATLAB绘制奈奎斯特图（极坐标图） 346
5.9.3 利用MATLAB绘制尼科尔斯图（对数幅相特性图） 349
5.9.4 利用MATLAB绘制具有延迟环节的系统的频率特性 350
5.9.5 利用MATLAB求系统的稳定裕度 353
5.9.6 利用MATLAB求闭环频率特性的谐振峰值、谐振频率和
带宽 354
习题 355
第6章 线性控制系统的状态空间分析 364
6.1 引言 364
6.2 线性定常系统的线性变换 364
6.2.1 状态变量模型的非唯一性 364
6.2.2 状态空间表达式的约当标准型 366
6.3 线性定常系统的时间响应和状态转移矩阵 374
6.3.1 齐次状态方程的解 374
6.3.2 非齐次状态方程的解 378
6.3.3 状态转移矩阵的计算 379
6.4 系统的能控性和能观测性 389
6.4.1 线性定常连续系统的能控性 390
6.4.2 线性定常连续系统的能观测性 398
6.4.3 能控性、能观测性与传递函数的关系 404
6.4.4 对偶原理 405
6.5 状态反馈与极点配置 407
6.5.1 状态反馈 407
6.5.2 状态反馈后闭环系统的能控性和能观测性 408
6.5.3 极点配置 409
6.6 状态估计与状态观测器 416
6.6.1 观测器的结构形式 417
6.6.2 观测器存在的条件 418
6.6.3 全维观测器的设计方法 419
6.6.4 降维观测器的设计 420
6.6.5 由观测器构成的闭环系统的基本特性 427
6.7 利用MATLAB进行状态空间分析 429
6.7.1 利用MATLAB进行数学模型转换 429
6.7.2 利用MATLAB构造组合系统的状态空间表达式 434
6.7.3 利用MATLAB计算矩阵指数和时间响应 436
6.7.4 利用MATLAB分析系统的能控性和能观测性 438
6.7.5 利用MATLAB设计状态反馈和状态观测器 439
习题 442
第7章 线性系统的设计方法 451
7.1 引言 451
7.2 校正装置及其特性 453
7.2.1 超前校正装置的特性 453
7.2.2 滞后校正装置的特性 455
7.2.3 滞后-超前校正装置的特性 457
7.3 基于伯德图的系统校正 458
7.3.1 基于伯德图的相位超前校正 458
7.3.2 基于伯德图的相位滞后校正 462
7.3.3 基于伯德图的滞后-超前校正 464
7.3.4 超前、滞后和滞后-超前校正的比较 466
7.4 基于根轨迹的系统校正 467
7.4.1 增加零、极点对根轨迹的影响 467
7.4.2 基于根轨迹的相位超前校正 469
7.4.3 基于根轨迹的相位滞后校正 472
7.5 PID控制器 474
7.5.1 比例控制器 475
7.5.2 积分控制器 475
7.5.3 比例积分控制器 476
7.5.4 比例微分控制器 477
7.5.5 比例积分微分控制器 477
习题 478
第8章 线性离散控制系统分析 484
8.1 引言 484
8.2 信号的采样 484
8.2.1 采样过程 484
8.2.2 采样定理 486
8.3 信号的保持 488
8.3.1 零阶保持器 489
8.3.2 一阶保持器 490
8.4 z变换 491
8.4.1 z变换定义 491
8.4.2 z变换方法 492
8.4.3 z变换的基本定理 494
8.4.4 z反变换 495
8.5 脉冲传递函数 496
8.5.1 脉冲传递函数的定义 497
8.5.2 开环采样系统的脉冲传递函数 498

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