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本書為十三五普通高等教育規(guī)劃教材。本書系統(tǒng)地介紹了自動控制理論的基本內(nèi)容，著重于基本概念、基本理論和基本分析方法。全書共分9章，主要包括自動控制的基本概念、控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，線性系統(tǒng)的時(shí)域分析法、根軌跡法、頻域分析法及校正與設(shè)計(jì)，描述函數(shù)法和相平面法等非線性系統(tǒng)的基本分析法，線性離散系統(tǒng)基礎(chǔ)理論、數(shù)學(xué)模型、分析及數(shù)字校正等，*后簡單介紹了MATLAB語言與自動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

自動控制技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸和國防建設(shè)等各個領(lǐng)域。自動控制技術(shù)以自動控制理論為基礎(chǔ)，由于自動控制技術(shù)在各個行業(yè)的廣泛滲透與應(yīng)用，自動控制理論已成為很多學(xué)科的重要專業(yè)基礎(chǔ)課。２０世紀(jì)５０年代發(fā)展起來的以傳遞函數(shù)為核心的經(jīng)典控制理論，至今仍應(yīng)用于控制工程的各相關(guān)領(lǐng)域。深入理解、掌握自動控制理論的概念、思想和方法，對于日后解決實(shí)際控制工程問題，掌握控制理論其他學(xué)科領(lǐng)域的知識，都是必備的基礎(chǔ)。本書全面地闡述了自動控制的基本理論，系統(tǒng)地介紹了自動控制系統(tǒng)分析與綜合設(shè)計(jì)的基本方法。全書共分９章，其中前６章是線性定常連續(xù)系統(tǒng)的分析與綜合，第７章講述了非線性系統(tǒng)的分析方法，第８章講述了線性離散系統(tǒng)的基本理論，第９章是關(guān)于ＭＡＴＬＡＢ軟件的應(yīng)用簡介和實(shí)例。本書以課程的基本內(nèi)容為主線，注重基本概念和原理的講解，突出工程實(shí)用方法，在有些理論性較強(qiáng)的部分和主要設(shè)計(jì)方法上做了較詳細(xì)的分析與討論。本書在敘述上簡明扼要、通俗易懂，具有條理清晰，層次分明等特點(diǎn)，在內(nèi)容安排上注意各專業(yè)的通用性和便于同教學(xué)時(shí)數(shù)的取舍。為了幫助讀者掌握和運(yùn)用所學(xué)理論，每章均備有足夠的例題和習(xí)題。另外，由田思慶教授等主編的與本教材相配套的輔助教材《自動控制理論學(xué)習(xí)指導(dǎo)與習(xí)題詳解》亦在中國電力出版社出版發(fā)行，供讀者學(xué)習(xí)參考。本書由佳木斯大學(xué)田思慶、楊康、王宇春、劉德勝、常江、薛迪，黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)梁春英、劉坤，內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)張春慧編寫。其中田思慶編寫第１章和第２章，楊康編寫第３章，梁春英編寫第４章，王宇春編寫第５章，張春慧編寫第６章，常江、薛迪編寫第７章，劉坤編寫第８章，劉德勝編寫第９章。全書由田思慶教授整理統(tǒng)稿，陳光軍博士主審。本書在編寫過程中參考了很多國內(nèi)外優(yōu)秀教材和著作，編者向收錄于參考文獻(xiàn)中的專家、學(xué)者表示真誠的謝意。限于編者水平，書中難免有不當(dāng)之處，懇請使用本書的教師、學(xué)生提出寶貴意見。編　者２０１７年６月

前言第１章　自動控制概論１　　１.１　自動控制系統(tǒng) １　　１.２　開環(huán)控制和閉環(huán)控制３　　１.３　自動控制系統(tǒng)的基本組成５　　１.４　自動控制系統(tǒng)的分類６　　１.５　對控制系統(tǒng)的性能要求９　　１.６　自動控制理論發(fā)展概況１０　　１.７　本課程的特點(diǎn)與學(xué)習(xí)方法１２　　小結(jié) １３　　習(xí)題１３第２章　控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型１６　　２.１　控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型概述１６　　２.２　控制系統(tǒng)微分方程的建立１８　　２.３　拉普拉斯變換２１　　２.４　控制系統(tǒng)的復(fù)域數(shù)學(xué)模型３０　　２.５　控制系統(tǒng)的框圖及其等效變換３５　　２.６　信號流圖與梅森增益公式４１　　２.７　控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù) ４６　　２.８　相似原理４８　　小結(jié) ５０　　常用術(shù)語和概念５１　　習(xí)題５１第３章　線性系統(tǒng)的時(shí)域分析５６　　３.１　典型輸入信號及系統(tǒng)時(shí)域性能指標(biāo) ５６　　３.２　一階系統(tǒng)的時(shí)域分析５８　　３.３　二階系統(tǒng)的時(shí)域分析６１　　３.４　改善二階系統(tǒng)動態(tài)性能的方法７７　　３.５　高階系統(tǒng)的時(shí)域分析８３　　３.６　線性控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析８５　　３.７　線性控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能分析９２　　３.８　減小或消除穩(wěn)態(tài)誤差的方法１０１　　小結(jié) １０３　　常用術(shù)語和概念１０３　　習(xí)題１０４第４章　線性系統(tǒng)的根軌跡法１０８　　４.１　根軌跡法的基本概念１０８　　４.２　繪制１８０根軌跡的基本規(guī)則１１２　　４.３　廣義根軌跡１２４　　４.４　利用閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)估算系統(tǒng)的性能指標(biāo) １２９　　４.５　添加開環(huán)零、極點(diǎn)對根軌跡形狀的影響１３１　　小結(jié) １３６　　常用術(shù)語和概念１３７　　習(xí)題１３７第５章　線性系統(tǒng)的頻率特性法１４０　　５.１　頻率特性的基本概念和表示方法１４０　　５.２　幅相頻率特性圖（Ｎｙｑｕｉｓｔ曲線）１４５　　５.３　對數(shù)頻率特性圖（Ｂｏｄｅ圖）１５１　　５.４　最小相位系統(tǒng) １５８　　５.５　由對數(shù)幅頻特性曲線確定開環(huán)傳遞函數(shù) １５９　　５.６　奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù) １６１　　５.７　控制系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性１７０　　５.８　利用開環(huán)對數(shù)幅頻特性分析系統(tǒng)的性能１７３　　５.９　利用閉環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)的性能１７８　　５.１０　高階系統(tǒng)頻域指標(biāo)和時(shí)域指標(biāo)的關(guān)系１８２　　小結(jié) １８３　　常用術(shù)語和概念１８３　　習(xí)題１８４第６章　線性系統(tǒng)的綜合與校正１８９　　６.１　概述１８９　　６.２　基本控制規(guī)律分析１９２　　６.３　串聯(lián)校正１９７　　６.４　期望頻率特性法２１３　　小結(jié) ２１６　　常用術(shù)語和概念２１６　　習(xí)題２１７第７章　非線性控制系統(tǒng)分析２１９　　７.１　非線性系統(tǒng)概述２１９　　７.２　描述函數(shù)法２２４　　７.３　相平面法２３９　　７.４　改善非線性系統(tǒng)性能的措施２５３　　小結(jié) ２５５　　常用術(shù)語和概念２５５　　習(xí)題２５６第８章　線性離散系統(tǒng)的分析２５９　　８.１　概述２５９　　８.２　信號采樣過程與保持２６１　　８.３　Ｚ變換２６６　　８.４　離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型２７３　　８.５　穩(wěn)定性分析２８１　　８.６　動態(tài)性能分析２８９　　８.７　穩(wěn)態(tài)誤差分析２９２　　８.８　離散系統(tǒng)的數(shù)字校正２９６　　小結(jié) ３０１　　關(guān)鍵術(shù)語和概念３０２　　習(xí)題３０２第９章　ＭＡＴＬＡＢ語言與自動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) ３０５　　９.１　ＭＡＴＬＡＢ語言簡介３０５　　９.２　自動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) ３１０　　小結(jié) ３２６參考文獻(xiàn) ３２７

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