“十三五”普通高等教育本科规划教材 自动控制理论

本书针对培养应用型高级工程技术人才的目标要求，围绕自动控制理论的基本概念、基本知识内容体系这条主线，对自动控制系统数学模型的建立、性能分析、综合校正方法做了详细介绍。其中对实际控制工程中常见的线性定常连续控制系统的稳定性、暂态性能和稳态性能的分析方法和综合校正方法做了重点介绍，对非线性系统和当前日见增多的离散系统的分析方法也做了较深入的讨论。此外，为培养学生具有掌握应用新知识新技术手段解决自动控制工程问题的能力，具备在以后工作中独立分析研究问题的素质，在附录A中编排了用于自动控制系统分析和综合的计算机辅助工具——MATLAB的内容介绍及应用。本书中例题和习题的编排从体系结构和内容覆盖上都进行了优化，所编排习题附有参考答案，形成闭环学习模式，便于学生对学习内容掌握状态进行自我检查反馈、自主控制纠偏。本书可读性较强，便于自学，也可供从事自动控制工程领域工作的工程技术人员参考。 

本书主要介绍自动控制理论中分析和设计反馈控制系统的经典理论和应用方法。全书共分八章，内容包括自动控制与自动控制系统的基本概念，控制系统的数学模型，控制系统的时域分析法，根轨迹法，控制系统的频域分析法，控制系统的综合与校正，非线性控制系统，离散控制系统，MATLAB软件工具在控制系统分析和综合中的应用等。在每章后面均有一定数量的习题并且在教材末给出了部分习题答案，为读者提供一个自主学习过程的闭环条件，便于读者学习和巩固所学知识，以帮助其准确理解基本概念和正确掌握控制系统的分析设计方法。

尤小军，教授,男，曾任太原电力高等专科学校电力系主任，现任嘉兴学院实验设备处处长，嘉兴学院平湖学院院长。长期从事控制理论的教学科研工作。

前言第1章概述11自动控制基本概念12自动控制系统13自动控制理论习题第2章控制系统的数学模型21微分方程22拉普拉斯变换与反变换23传递函数24控制系统的框图25信号流图与梅逊公式习题第3章控制系统的时域分析法31典型输入信号与一阶系统的时域分析32线性定常系统的重要结论33二阶系统的时域分析34高阶系统的时间响应35线性控制系统稳定性的时域分析36稳态性能分析习题第4章根轨迹法41根轨迹的基本概念42根轨迹方程43绘制根轨迹的规则44控制系统根轨迹分析45参数根轨迹习题第5章控制系统的频域分析法51频率特性52幅相频率特性及其绘制53对数频率特性及其绘制54稳定判据55稳定裕度56闭环系统的频率特性习题第6章控制系统的综合与校正61控制系统校正的基本概念62基本控制规律63常用校正装置及其特性64频域校正方法65复合控制方法习题第7章非线性控制系统71概述72描述函数法73相平面法74利用非线性特性改善系统的性能习题第8章离散控制系统81离散系统的基本概念82信号的采样与保持83Z变换84脉冲传递函数85离散控制系统的稳定性分析86稳态误差分析87暂态性能分析习题附录AMATLAB软件工具在控制系统分析和综合中的应用A1MATLAB简介A2应用MATLAB分析控制系统的性能习题附录B习题参考答案

自动控制理论属于技术基础性课程，其知识内容体系与高等数学类似，相对稳定，理论性较强，同时又是指导控制工程实际应用的基础，实践性较强。为此，在教材编写中注重理论与实际的结合，强调基本知识、基本概念、基本分析方法的叙述表达清晰准确，符合学生的认知心理，力求达到教与学的和谐统一，以使学生很好地掌握自动控制理论并具备将其运用到自动控制工程实际中的能力。本书针对培养应用型高级工程技术人才的目标要求，围绕自动控制理论的基本概念、基本知识内容体系这条主线，对自动控制系统数学模型的建立、性能分析、综合校正方法做了详细介绍。其中对实际控制工程中常见的线性定常连续控制系统的稳定性、暂态性能和稳态性能的分析方法和综合校正方法做了重点介绍，对非线性系统和当前日见增多的离散系统的分析方法也做了较深入的讨论。此外，为培养学生具有掌握应用新知识新技术手段解决自动控制工程问题的能力，具备在以后工作中独立分析研究问题的素质，在附录A中编排了用于自动控制系统分析和综合的计算机辅助工具——MATLAB的内容介绍及应用。本书中例题和习题的编排从体系结构和内容覆盖上都进行了优化，所编排习题附有参考答案，形成闭环学习模式，便于学生对学习内容掌握状态进行自我检查反馈、自主控制纠偏。本书可读性较强，便于自学，也可供从事自动控制工程领域工作的工程技术人员参考。参加本书编写的有：嘉兴学院尤小军（第1章，第2章的部分内容，第6章的部分内容）、朱宁（第2章的部分内容）、童佳（第3章，第5章，第6章的部分内容，附录A）、王瑞明（第8章），山西大学工程学院赵巧娥（第4章，第7章）。全书由尤小军任主编并担任统稿工作。本书由上海电力学院杨平教授主审，主审老师对书稿提出了不少宝贵的修改意见和建议，在此深表感谢。限于编者水平，书中难免存在不足之处，恳请广大读者和同行专家批评指正。