《控制系統動力學講義》涵蓋了控制系統的基本概念和基本方法。講義首先介紹了控制系統常用的基本元件和基本概念、拉普拉斯變換及其逆變換、傳遞函數及頻率特性。接著給出了常系數線性系統分析和設計的解析方法和頻域方法，包括穩定性和李雅普諾夫第二方法、特性曲線、米哈依諾夫判據及穩定性區域劃分、反饋系統及其鎮定，討論了調節系統的品質指標、校正綜合以及根軌跡法及其應用。最后介紹了非線性系統的分析方法包括相空間方法、諧波平衡法，刻畫了非線性特性對隨動系統的影響。
目錄
前言
第1章緒論1
1.1引言1
1.1.1自動控制在我國社會主義建設與國防事業中的作用1
1.1.2控制系統動力學的任務2
1.1.3控制系統動力學與其他學科之關系4
1.1.4研究與學習控制系統動力學的方法5
1.1.5自動控制的簡單發展史6
1.2控制系統中常用的基本元件8
1.2.1控制系統的動作機理與職能元件8
1.2.2控制對象9
1.2.3敏感元件與比較元件19
1.2.4放大機構23
1.2.5校正與變換元件34
1.3控制系統舉例43
1.3.1直流隨動系統43
1.3.2汽輪機調速系統45
1.3.3飛機縱向自動駕駛儀方程48
1.4控制系統動力學中的基本概念49
1.4.1控制系統的一些分類49
1.4.2兩種常見的控制原則53
1.4.3其他一些基本概念54
1.5思考題與習題54
第2章拉普拉斯變換傳遞函數與頻率特性58
2.1拉普拉斯變換介紹58
2.1.1拉普拉斯變換及其逆變換58
2.1.2拉普拉斯變換的基本性質61
2.1.3一個廣義函數及其性質65
2.1.4一個拉普拉斯變換小字典與有理函數像的原函數求法68
2.1.5代數多項式的近似因式分解71
2.1.6應用拉普拉斯變換解常系數線性微分方程78
2.2傳遞函數及結構變換81
2.2.1單位脈沖響應及其意義81
2.2.2傳遞函數及其運算與結構變換規則83
2.2.3系統的動力學環節與結構圖87
2.2.4三個系統的結構圖92
2.3頻率特性及其描述95
2.3.1頻率特性及其物理意義95
2.3.2初等環節之頻率特性97
2.3.3對數頻率特性及其某些規定106
2.3.4幾個初等環節的對數特性曲線109
2.3.5若干環節串聯后之對數特性的繪制113
2.4思考題與習題119
第3章常系數線性系統(一)——解析方法124
3.1常系數線性系統的穩定性124
3.1.1常系數線性系統的特征124
3.1.2系統穩定性與漸近穩定性之概念125
3.1.3常系數線性系統的解的結構127
3.1.4特征根實部符號之判定——赫爾維茨(Hurwitz)判據130
3.1.5赫爾維茨判據的一種算表——勞斯(Routh)表133
3.2系統穩定參數之選擇135
3.2.1參數空間的穩定性區域與具一定穩定裕度之區域135
3.2.2三階系統141
3.3李雅普諾夫第二方法與擾動解估計145
3.3.1李雅普諾夫第二方法基礎145
3.3.2李雅普諾夫第二方法與線性系統之擾動解之估計149
3.3.3線性系統理論之可用性152
3.4線性常系數系統設計的解析方法154
3.4.1積分平方誤差問題的提法154
3.4.2積分平方誤差的計算I158
3.4.3積分平方誤差的計算II160
3.4.4昀優參數選擇與例165
3.5思考題與習題169
第4章常系數線性系統(二)——頻率法、根軌跡法172
4.1特征曲線、米哈伊洛夫判據與穩定性區域劃分172
4.1.1特征曲線與米哈伊洛夫判據172
4.1.2單參數區域劃分、臨界放大系數175
4.1.3雙參數區域的D-域分劃規則180
4.2反饋系統及其鎮定184
4.2.1柯西輻角原理與奈奎斯特(Nyquist)判據184
4.2.2對數特性下的判據188
4.2.3隨動系統之串聯鎮定191
4.3調節系統的過渡過程及其品質指標197
4.3.1調節系統的品質指標197
4.3.2頻率特性與過渡過程之關系201
4.3.3梯形法建立過渡過程曲線與品質之近似判定205
4.3.4計算過渡過程之例215
4.4調節系統的校正綜合217
4.4.1綜合的基本思想217
4.4.2昀佳過渡過程及對應傳遞函數與頻率特性218
4.4.3預期頻率特性的建立223
4.4.4串聯校正綜合227
4.4.5反饋校正232
4.4.6反饋校正之例238
4.5根軌跡法的建立與應用243
4.5.1根軌跡與根軌跡法的建立243
4.5.2建立根軌跡圖之例250
4.5.3借助于根軌跡圖進行計算I252
4.5.4利用根軌跡圖法進行計算II257
4.5.5昀后的算例262
4.6思考題與習題268
第5章非線性控制系統分析273
5.1非線性系統通論273
5.1.1非線性系統的一般特征273
5.1.2控制系統中原件的非線性特性276
5.2研究非線性系統的相空間方法280
5.2.1相平面上的奇點281
5.2.2有死區與間隙的繼電伺服系統284
5.2.3自振與點變換方法289
5.2.4點變換之例293
5.3諧波平衡法與求自振297
5.3.1諧波平衡法基礎297
5.3.2諧波線性化與等效放大系數300
5.3.3應用米哈伊洛夫曲線及代數判據確定非線性系統中的自振305
5.3.4周期解之穩定性與自振308
5.3.5利用等效放大系數曲線確定自振及判斷其穩定性的頻率方法311
5.4非線性特性對隨動系統的影響313
5.4.1隨動系統方程313
5.4.2電動機輸出力矩有飽和之問題316
5.4.3電動機輸出力矩有死區有飽和的情形320
5.4.4干摩擦的影響323
5.4.5平方阻尼之影響326
5.4.6傳動機構有間隙的影響327
5.5思考題與習題333
參考文獻337
后記338
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