《自动控制原理》是普通高等教育“十一五”**规划教材,比较全面地阐述自动控制的基本理论及应用。全书共分8章和3个附录,主要内容包括:线性系统的数学模型、时域响应分析、根轨迹法、频域特性分析、控制系统的设汁与校正、非线性系统分析、采样控制系统,以及在MATLAB与simulink支持下对控制系统进行计算机辅助分析与设计。全书内容取材新颖,阐述深入浅出。为了便于自学,各章均附有丰富的例题和习题。
《自动控制原理》可作为高等院校自动化等专业的本科生教材,也可供相关专业的研究生或从事自动化技术工作的人员参考。

自动控制原理是自动化学科的重要理论基础,是专门研究有关自动控制系统中基本概念、基本原理和基本方法的一门课程,也是高等学校自动化类专业的一门核心基础理论课程。学好自动控制理论,对掌握自动化技术有着重要作用。
本书第1版是为适应自动化学科的发展,扩宽专业面、优化整体教学体系的教学改革形势,按照“理论讲透,重在应用”的原则,总结了作者多年的教学经验和课程教学改革的成果,参考了国内外控制理论及应用发展的方向,经反复讨论编写而成的。几年来,控制理论的教学在高等院校有了较大的发展,我们修订这部教材是适时的。2007年,本书列选为“普通商等教育‘十一五’**级规划教材”。在第1版的基础上,本书按照新教学大纲的要求重新编写,突出了基础性、先进性和易读性。以工程应用为背景,全面阐述自动控制的基本理论、基本概念和基本方法,并有实例分析贯穿始终,选例结合典型生产过程实例,其中增加的一些内容已在教学中实践过。
本书分8章及3个附录。主要内容分为4大部分:**部分包括基本概念、线性系统的数学模型、时域响应分析、根轨迹分析、频域特性分析、控制系统设计与校正,这些内容属于线性定常连续控制系统问题,阐明了自动控制的3个基本问题,即模型、分析和控制;第二部分阐述非线性系统的基本理论和分析方法,包括相平面法和描述函数法,目的是为学生进一步学习后续课程打下一定的基础;第三部分有意加强了作为数字控制理论基础的采样控制系统的讨论,**介绍了采样系统的数学模型、稳定性分析与采样系统的校正;第四部分包括MATLAB与Simulink软件支持下的控制系统的计算机辅助分析与设计,设置于各章的*后一节中。
与第1版相比,本书的内容有较大改动,全书新编写的和增补的内容有:基本概念和相应的应用实例,线性常微分方程求解,传递函数零点和极点对系统输出的影响,方框图利用梅森公式求传递函数,实验方法建立系统的数学模型,二阶系统的过阻尼动态分析、单位斜坡响应及非零初始条件下的输出响应分析,高阶系统的动态性能分析,根轨迹的基本概念如根轨迹与系统性能、闭环零点、极点与开环零点、极点之间的关系,根轨迹绘制的基本规则(如根轨迹的分离点和汇合点的多种求取、根之和、根之积等),多变量根轨��、零极点对根轨迹的影响,利用根轨迹分析系统性能,频率特性的图形、利用频率特性分析系统品质、MATLAB频域特性分析,频率法串联校正、复合校正实例,控制系统设计的MATLAB实现,非线性系统概念(非线性系统的特点及分析设计方法)、非线性系统相平面图的解析绘制、由相轨迹求取时间、非线性系统的稳定性分析及非线性系统的简化,采样过程的数学描述、采样周期的选择等。

第1章 绪论
1.1 开环控制和闭环控制
1.1.1 开环控制
1.1.2 闭环控制(反馈控制)
1.2 自动控制系统的组成及术语
1.3 自动控制系统的类型
1.3.1 按信号流向划分
1.3.2 按系统输入信号划分
1.3.3 线性系统和非线性系统
1.3.4 定常系统和时变系统
1.3.5 连续系统和离散系统
1.3.6 单输入单输出系统与多输人多输出系统
1.4 自动控制系统性能的基本要求
1.5 自动控制课程的主要任务
1.5.1 阶跃函数
1.5.2 斜坡函数(等速度函数)
1.5.3 抛物线函数(等加速度函数)
1.5.4 脉冲函数
1.5.5 正弦函数
1.6 自动控制系统实例
1.6.1 造纸机分部传动控制系统
1.6.2 谷物湿度控制系统
1.6.3 烘烤炉温度控制系统
本章小结
习题

第2章 线性系统的数学模型
2.1 线性系统的微分方程
2.2 微分方程的线性化
2.3 传递函数
2.3.1 传递函数的概念
2.3.2 传递函数的特点
2.3.3 典型环节的传递函数
2.4 方框图
2.4.1 方框图
2.4.2 系统方框图的构成
2.4.3 环节间的连接
2.4.4 方框图的变换和简化
2.5 信号流图
2.5.1 信号流图的定义
2.5.2 系统的信号流图
2.5.3 信号流图的定义和术语
2.5.4 信号流图的性质
2.5.5 信号流图的简化
2.5.6 信号流图的增益公式
2.6 MATLAB中数学模型的表示
2.6.1 传递函数
2.6.2 传递函数的特征根及零、极点图
2.6.3 控制系统的方框图模型
2.6.4 控制系统的零、极点模型
2.6.5 状态空间表达式
本章小结
习题

第3章 控制系统的时域分析
3.1 线性定常系统的时域响应
3.2 控制系统时域响应的性能指标
3.2.1 稳态性能指标
3.2.2 动态性能指标
3.3 线性定常系统的稳定性
3.3.1 稳定性的概念
3.3.2 线性定常系统稳定的充分必要条件
3.3.3 劳斯判据(Routh判据)
3.3.4 赫尔维茨判据(Hurwitz判据)
3.3.5 系统参数对稳定性的影响
3.3.6 相对稳定性和稳定裕量
3.4 系统的稳态误差
3.4.1 误差及稳态误差的定义
3.4.2 稳态误差分析
3.4.3 稳态误差的计算
3.4.4 应用静态误差系数计算给定信号作用下的稳态误差
3.4.5 扰动信号作用下的稳态误差与系统结构的关系
3.4.6 改善系统稳态精度的途径
3.4.7 系统的动态误差系数
3.5 一阶系统的时域响应
3.5.1 数学模型
3.5.2 单位阶跃响应
3.5.3 性能指标
3.5.4 一阶系统的单位脉冲响应
3.6 二阶系统的时域响应
3.6.1 二阶系统的数学模型
3.6.2 二阶系统的单位阶跃响应
3.6.3 二阶系统的单位脉冲响应
3.7 高阶系统的瞬态响应
3.7.1 高阶系统的瞬态响应
3.7.2 高阶系统的降阶
3.7.3 零、极点对阶跃响应的影响
3.8 用MATLAB和Simulink进行瞬态响应分析
3.8.1 单位脉冲响应
3.8.2 单位阶跃响应
3.8.3 斜坡响应
3.8.4 任意函数作用下系统的响应
3.8.5 由系统传递函数求系统的响应
3.8.6 系统阶跃响应的性能指标
3.8.7 simulink建模与仿真
本章小结
习题

第4章 根轨迹法
4.1 根轨迹的基本概念
4.1.1 根轨迹
4.1.2 根轨迹的基本条件
4.2 绘制根轨迹的基本规则
4.3 根轨迹绘制举例
4.4 广义根轨迹
4.4.1 参数根轨迹
4.4.2 多参数根轨迹簇
4.4.3 正反馈系统的根轨迹(零度根轨迹)
4.5 根轨迹分析系统的性能
4.5.1 根轨迹确定系统的闭环极点
4.5.2 根轨迹分析系统的动态特性
4.5.3 开环零点对根轨迹的影响
4.5.4 开环极点对根轨迹的影响
4.6 MATLAB绘制系统的根轨迹
本章小结
习题

第5章 控制系统的频域分析
5.1 频率特性
5.1.1 频率特性概述
5.1.2 频率特性的求取
5.1.3 频域性能指标
5.2 典型环节的频率特性
5.2.1 概述
5.2.2 典型环节的频率特性
5.3 系统的开环频率特性
5.3.1 系统的开环对数频率特性
5.3.2 系统开环极坐标图(奈氏图)
5.3.3 *小相位和非*小相位系统
5.4 奈奎斯特稳定判据
5.4.1 映射定理
5.4.2 Nyquist轨迹及其映射
5.4.3 Nyquist稳定判据
5.4.4 Nyquist稳定判据二
5.4.5 Nyquist对数稳定判据
5.5 控制系统的相对稳定性
5.5.1 增益裕量
5.5.2 相角裕量
5.5.3 用幅相频率特性曲线分析系统稳定性
5.6 闭环系统的频率特性
5.6.1 等M圆(等幅值轨迹)
5.6.2 等N圆(等相角轨迹)
5.6.3 利用等M圆和等N圆求单位反馈系统的闭环频率特性
5.6.4 非单位反馈系统的闭环频率特性
5.7 用频率特性分析系统品质
5.7.1 闭环频域性能指标与时域性能指标的关系
5.7.2 开环频率特性与时域响应的关系
5.8 MATLAB频域特性分析
5.8.1 Bode图
5.8.2 Nyquist图
5.8.3 Nichols图
本章小结
习题

第6章 控制系统的设计与校正
6.1 概述
6.1.1 系统的性能指标
6.1.2 系统的校正

第7章 非线性系统分析
第8章 采样控制系统
……