第1章Python程序設(shè)計基礎(chǔ) 001
1.1Python概述 002
1.2Python程序設(shè)計語言的基本語法規(guī)則 002
1.2.1Python的程序注釋 002
1.2.2Python的程序變量 003
1.2.3Python的數(shù)據(jù)類型 003
1.2.4Python的運(yùn)算符 004
1.2.5Python的控制結(jié)構(gòu) 005
1.2.6Python的函數(shù) 007
1.2.7Python的模塊和包 008
1.2.8Python的文件操作 010
1.2.9Python的異常處理 011
1.2.10Python的常用庫 013
1.2.11Python的面向?qū)ο缶幊?014
1.2.12Python的常用技巧 016
1.2.13Python的項(xiàng)目編程舉例 017
1.3Python控制系統(tǒng)庫的常用功能介紹 018
1.3.1Python控制系統(tǒng)庫概述 018
1.3.2Python控制系統(tǒng)庫的安裝和使用 018
1.3.3Python控制系統(tǒng)庫的常用函數(shù) 019
1.4Python集成開發(fā)環(huán)境的基本使用方法 020
1.4.1Anaconda的安裝與使用 020
1.4.2PyCharm的安裝與使用 024

第2章控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 025
2.1控制理論概述 026
2.2控制系統(tǒng)的微分方程 026
2.2.1建立微分方程的一般步驟 027
2.2.2控制系統(tǒng)的典型微分方程 027
2.2.3采用Python求解微分方程 037
2.3控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù) 041
2.3.1傳遞函數(shù)的基本概念 041
2.3.2典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù) 043
2.3.3傳遞函數(shù)方塊圖 044
2.3.4典型反饋系統(tǒng)的傳遞函數(shù) 046
2.4傳遞函數(shù)的Python實(shí)現(xiàn) 048
2.4.1傳遞函數(shù)的多項(xiàng)式表示 048
2.4.2傳遞函數(shù)的零點(diǎn)極點(diǎn)表示 050
2.4.3傳遞函數(shù)的連接與簡化 050

第3章控制系統(tǒng)的時域分析法 052
3.1時域分析法的基本概念 053
3.2一階系統(tǒng)的時間響應(yīng) 054
3.2.1一階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 054
3.2.2一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng) 055
3.2.3一階系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng) 057
3.2.4一階系統(tǒng)的單位速度響應(yīng) 058
3.2.5一階系統(tǒng)的單位加速度響應(yīng) 058
3.2.6線性定常系統(tǒng)時間響應(yīng)的性質(zhì) 059
3.3二階系統(tǒng)的時間響應(yīng) 061
3.3.1二階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 061
3.3.2二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng) 066
3.3.3二階系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng) 071
3.3.4二階系統(tǒng)的單位速度響應(yīng) 073
3.4高階系統(tǒng)的時間響應(yīng) 077
3.4.1高階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng) 077
3.4.2主導(dǎo)極點(diǎn)和偶極子 078
3.5控制系統(tǒng)的動態(tài)性能分析 079
3.5.1控制系統(tǒng)的時域動態(tài)性能指標(biāo)定義 079
3.5.2二階系統(tǒng)的時域動態(tài)性能指標(biāo)計算 080
3.6控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能分析 085
3.6.1穩(wěn)態(tài)誤差的基本概念 085
3.6.2穩(wěn)態(tài)誤差的計算 087
3.6.3穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù) 088
3.6.4擾動引起的穩(wěn)態(tài)誤差 095
3.7控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析 097
3.7.1穩(wěn)定性的概念 097
3.7.2控制系統(tǒng)穩(wěn)定的條件 098
3.8時域分析法的Python仿真 099
3.8.1時間響應(yīng)分析 099
3.8.2穩(wěn)定性分析 110

第4章控制系統(tǒng)的根軌跡分析法 115
4.1根軌跡分析法的基本原理 116
4.1.1根軌跡的定義 116
4.1.2根軌跡方程 117
4.1.3根軌跡的繪制法則 119
4.1.4根軌跡與系統(tǒng)性能的關(guān)系 120
4.1.5根軌跡的改造 121
4.2根軌跡分析法的Python仿真 121
4.2.1根軌跡的繪制 121
4.2.2利用根軌跡分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性 123
4.2.3利用根軌跡分析系統(tǒng)的時域性能 129

第5章控制系統(tǒng)的頻域分析法 131
5.1頻率特性的基本概念 132
5.1.1頻率特性的定義 132
5.1.2頻率特性的性質(zhì) 137
5.1.3頻率特性的表示方法 138
5.2頻率特性的極坐標(biāo)圖 141
5.2.1極坐標(biāo)圖概述 141
5.2.2典型環(huán)節(jié)的極坐標(biāo)圖 143
5.2.3一般系統(tǒng)的極坐標(biāo)圖 154
5.3頻率特性的對數(shù)坐標(biāo)圖 161
5.3.1對數(shù)坐標(biāo)圖概述 161
5.3.2典型環(huán)節(jié)的對數(shù)坐標(biāo)圖 165
5.3.3一般系統(tǒng)的對數(shù)坐標(biāo)圖 181
5.4最小相位系統(tǒng) 185
5.4.1最小相位系統(tǒng)的定義 185
5.4.2最小相位系統(tǒng)的特點(diǎn) 186
5.5傳遞函數(shù)的實(shí)驗(yàn)確定方法 187
5.5.1頻率特性的實(shí)驗(yàn)測量方法 187
5.5.2根據(jù)頻率特性確定傳遞函數(shù)的步驟 188
5.6閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性 191
5.6.1開環(huán)頻率特性的定義 191
5.6.2根據(jù)開環(huán)頻率特性近似分析閉環(huán)頻率特性 193
5.7用頻率特性分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性 196
5.7.1奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù) 196
5.7.2開環(huán)穩(wěn)定系統(tǒng)的對數(shù)頻率穩(wěn)定性判據(jù) 196
5.7.3穩(wěn)定裕度與系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性 197
5.8頻域分析法的Python仿真 199
5.8.1頻率特性的奈奎斯特圖和伯德圖 199
5.8.2控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析 205

第6章控制系統(tǒng)的校正技術(shù) 212
6.1控制系統(tǒng)設(shè)計與校正概述 213
6.1.1控制系統(tǒng)的設(shè)計原則 213
6.1.2控制系統(tǒng)的校正方式 213
6.2閉環(huán)系統(tǒng)的串聯(lián)校正 214
6.2.1相位超前校正 214
6.2.2相位滯后校正 221
6.2.3相位滯后-超前校正 224
6.2.4串聯(lián)校正方式的特性比較和總結(jié) 225
6.3頻域法校正設(shè)計 225
6.3.1超前校正設(shè)計方法 226
6.3.2滯后校正設(shè)計方法 230

參考文獻(xiàn) 234