本书第2版作为**级“十一五”规划教材是在第1版面向21世纪高等院校教材基础上修订而成的。书中全面系统地介绍了自动控制理论基本分析和设计方法。全书共分9章,前6章介绍连续控制系统的数学建模、时域分析、根轨迹分析、频域分析以及系统的校正等方法。第7章介绍非线性系统的基本分析方法,其中包括相平面法和描述函数法。第8章介绍离散控制系统的理论,用时域法分析了离散系统的稳定性、动态性能和稳态误差,以及数字校正等问题。新增加的第9章内容,精练地介绍了目前国际控制界流行的 MATLAB仿真方法,并精心设计了经典的模拟实验以供读者训练之用。在附录中增加了拉普拉斯变换和MATLAB应用的基础知识以供读者查用。
为便于读者自学,本书精心选编了大量解题指导,旨在加强学生的课后训练,提高分析设计能力,以便学生灵活运用各章方法。同时,根据多年的考研辅导经验,精选了重要例题附在其中,对考研复习意义重大。加之各章配有的内容总结、提要和学习、复习指导,提纲挈领地把本章内容串成一条主线,相互联系起来,有利于突出**和牢固掌握基本知识。
本教材可作为普通高校自动化、通信、计算机、自动控制、仪器仪表、测控、机械、动

第1章 自动控制的基本概念
1.1 引言
在科学技术飞速发展的今天,自动控制技术所起的作用越来越重要。无论是在宇宙飞船、导弹制导的**技术领域,还是在机器制造业及工业过程控制中,所取得的成就都是惊人的。不仅如此,在人们的现代生活和工作中,自动化技术也无时不在地为人们创造着方便快捷的环境,使人们享受着高科技所带来的现代生活。
科学技术的发展是需要理论指导的,人类历史上的许多技术由于没有概括出原理,得不到发展和流传,所以也很难成为全社会的生产力。自动控制技术也是一样,在长达数千年的技术发展中,直到20世纪,人们才能概括出自动控制的基本原理,然后将其应用到各个生产领域,制造出各种各样的自动化装置、机器人、无人工厂,以及办公自动化、农业自动化、家庭自动化设备等,逐步形成今天这样强大的社会生产力,把人类推进到一个崭新的时代——自动化时代。可以说,没有控制论的建立和发展,也就没有今天这样高度发达的自动化技术。
控制论的形成和发展,是始于技术的。*早从解决生产实践问题开始,首先建立的是工程控制论。即从工程技术提炼到工程技术的理论,是控制工程系统的技术的总结。其后,由于它对生产力的发展、**技术的研究与**武器的研制产生了巨大的推动作用,以致引起包括非工程系统及社会各行业专家的关注。控制论所揭示的思想方法,已大大超出了工程控制领域,吸引了许多不同行业技术专家和社会科学家,他们用控制论的思想方法去研究各自所从事的学科。因此,控制论在它建立后的短短时期内便迅速渗透到各个科学技术领域,并以相关的分析观点派生出许多新型的边缘学科。其中包括生物控制论、经济控制论、人口控制论、生态环境控制论、社会控制论等。20世纪上半叶,相对论、量子论和控制论被认为是三大伟绩,称为三项科学革命,是人类认识客观世界的三大飞跃。
……

第1章 自动控制的基本概念
1.1 引言
1.2 自动控制的基本知识
1.2.1 自动控制问题的提出
1.2.2 自动控制的定义及基本职能元件
1.2.3 自动控制中的一些术语及方框图
1.3 自动控制系统的基本控制方式
1.3.1 开环控制
1.3.2 闭环控制
1.3.3 开环系统与闭环系统的比较
1.4 自动控制系统的分类及基本组成
1.4.1 按给定信号的特征分类
1.4.2 按系统的数学描述分类
1.4.3 按信号传递的连续性分类
1.4.4 按系统的输入与输出信号的数量分类
1.4.5 自动控制系统的基本组成
1.5 对控制系统的要求和分析设计
1.5.1 对系统的要求
1.5.2 控制系统的分析与设计
1.6 自动控制理论的发展概况
1.6.1 早期的自动控制工作
1.6.2 经典控制理论
1.6.3 现代控制理论
1.7 例题精解
学习指导与小结
习题
第2章 控制系统韵数学模型
2.1 引言
2.1.1 系统数学模型的特点
2.1.2 数学模型的类型
2.1.3 系统数学模型的建模原则
2.2 系统微分方程的建立
2.2.1 列写微分方程式的一般步骤
2.2.2 机械系统举例
2.2.3 电路系统举例
2.2.4 实际物理系统线性微分方程的一般特征
2.2.5 电枢控制直流电动机
2.2.6 复杂系统微分方程的列写
2.3 非线性数学模型线性化
2.3.1 小偏差线性化的概念
2.3.2 线性化的意义及常用方法
2.3.3 系统线性化的条件及步骤
2.3.4 关于线性化的几点说明
2.4 线性系统的传递函数
2.4.1 线性常系数微分方程的求解
2.4.2 传递函数的定义和实际意义
2.4.3 传递函数的性质及微观结构
2.5 典型环节及其传递函数
2.6 系统的结构图
2.6.1 结构图的定义及基本组成
2.6.2 结构图的绘制步骤
2.6.3 结构图的基本连接形式
2.6.4 结构图的等效变换
2.6.5 结构图的简化
2.7 信号流图及梅逊公式
2.7.1 信号流图的基本概念
2.7.2 信号流图的绘制方法
2.7.3 梅逊增益公式
2.8 例题精解
学习指导与小结
习题
第3章 时域分析法
第4章 根轨迹法
第5章 线性系统的频率响应法
第6章 控制系统的校正
第7章 非线性系统
第8章 离散控制系统
第9章 控制系统的MATLAB仿真与模拟实验
附录1 拉普拉斯(Laplace)变换
附录2 MATLAB常用命令
参考文献