随着科学技术的迅猛发展,自动控制技术的应用领域日益广阔。它不仅大量应用于空间科技、冶金、轻工、机电工程及交通管理、环境保护等领域,而且正不断向生物、人类社会等其他领域渗透。自动控制技术的广泛应用,不但使得生产设备或生产过程实现自动化,大大提高了劳动生产率和产品质量,改善了劳动条件;同时,在人类征服大自然,改善居住、生活条件等方面也发挥了非常重要的作用。
自动控制技术的主要作用是不需要人的直接参与,而控制某些物理量按照指定的规律变化。由于自动控制技术在各个行业的广泛渗透,控制理论已逐渐成为许多学科共同的专业基础课,且愈来愈占有重要的位置。
自动控制技术的研究对象为自动控制系统。分析和设计自动控制系统的理论基础就是自动控制原理。自动控制原理一般分为“经典控制理论”和“现代控制理论”。本书主要介绍经典控制理论的内容。
根据应用型本科院校教学改革的方向,按以下思路安排章节次序:首先对自动控制系统的基本概念作了必要的叙述,继而讨论实际系统的数学模型的建立方法,在此基础上,用时域法引出系统稳定性、快速性、准确性的基本概念,并分析了低阶系统的各项性能指标。在编写中介绍了根轨迹法及工程上常用的频率特性法,并结合了工程实际介绍了自动控制系统的校正方法。由于计算机控制技术的发展,本书用适当的篇幅介绍了线性离散控制系统的分析方法。考虑到计算机仿真技术在自动控制系统分析中应用得越来越广泛,已成为分析自动控制系统的有力工具,在附录I中结合各章内容介绍了自动控制系统的计算机仿真方法,以帮助初学者入门。
本书在编写过程中,注意了应用型本科教育的特点,适当降低了理论深度,内容编写力求深入浅出、循序渐进,注意物理概念的阐述,尽量避免繁琐的数学推导,紧密结合具体的自动控制系统介绍经典控制理论的*基本的内容,使抽象的控制理论与系统分析、设计相结合,理论和实践相结合,为读者学习后续专业课程奠定基础。
本书由张建民教授主编并统稿,曹艳为副主编。参加本书编写的人员有张建民(**章,第二章中第三、四节,第三章)、曹艳(第二章**、二节,第四章,第五章)、刘书智(第六章)、刘海波(第七章、附录)。全书由李文秀教授主审。
本书在编写过程中,参考了同行们的论著,在此,编者对他们表示由衷的谢意。
由于编者水平有限,书中一定存在疏漏和不妥之处,殷切期望使用本书的教师和读者提出批评指正。