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| 內容簡介： |
全书共分九章。*章概述自动控制系统的基本概念以及发展的历程；第二章较为全面地描述控制系统各单元的微分方程、传递函数、方块图、状态空间等形式不一的数学模型和模型之间的关系；第三章讨论如何获取控制系统的时域响应和时域性能指标，着重分析了二阶系统的特点；第四章说明了系统的稳定性与稳态误差；第五章与第六章分别给出了根轨迹与频率特性两种图解分析方法；第七章则将连续时间控制系统分析与综合的方法推广应用到线性离散时间控制系统；第八章阐述基于状态空间模型的线性系统理论基础；第九章简单地介绍了非线性系统的基本概念、相平面分析法与描述函数法的基本知识。
本书立足自动控制的基础理论与概念，注意到知识的完整性与系统性。因此，不仅可作为自动化类与电气信息类相关专业本科生、研究生相应课程的教材，而且还可以作为广大从事自动控制人员教学、科研的参考书。
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| 目錄：
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第一章概述
第一节自动控制系统的基本概念
第二节自动控制系统的基本结构形式
一、开环控制系统
二、闭环控制系统
三、开环与闭环控制系统的比较
第三节自动控制系统的分类
一、按控制系统的结构分类
二、按系统给定信号的特征分类
三、按系统传输信号的性质分类
四、按系统的输入输出信号的数量分类
五、按系统的数学描述分类
六、按系统的参数是否随时间变化分类
第四节对自动控制系统的基本要求
一、稳定性
二、瞬态性能
三、稳态误差
第五节自动控制理论的发展概况
一、早期的自动控制系统
二、经典控制理论
三、现代控制理论
四、大系统控制理论与智能控制理论
第六节本书的主要内容及结构体系
习题一
第二章连续时间控制系统的数学模型
第一节列写动态系统的微分方程
一、几个典型的例子
二、微分方程模型及相似系统
三、动态系统建模举例
第二节状态及状态空间模型
一、状态空间的基本概念
二、状态空间模型的建立
三、关于状态空间模型的说明
第三节特殊环节的建模及处理
一、纯滞后
二、分布参数
三、积分
四、高阶
五、非线性环节的线性化处理
第四节控制系统中其他环节的数学模型
一、控制器的数学模型
二、测量元件的数学模型
三、执行机构的数学模型
第五节传递函数与方块图
一、基本概念
二、关于传递函数的讨论
三、系统方块图
第六节信号流图与梅逊公式
一、信号流图的基本构成
二、信号流图的绘制
三、梅逊增益公式
第七节各种数学模型间的关系
一、由微分方程转换为状态方程
二、由状态空间表达式求传递函数
三、状态变换和状态变换中特征值的不变性
四、由传递函数求状态空间表达式
五、由方块图求系统状态空间表达式
本章小结
习题二
第三章连续时间控制系统的时域分析
第一节概述
一、概述
二、典型输入信号
第二节微分方程的经典求解方法
一、系统的稳态响应求解
二、微分方程的暂态响应求解
三、暂态响应的时间常数
第三节微分方程的拉氏变换求解方法
第四节控制系统的性能指标及时域分析
一、控制系统的时域性能指标
二、控制系统的时域分析
第五节高阶系统的暂态响应
一、高阶系统的阶跃响应
二、高阶系统的闭环主导极点
第六节常规控制器及其对系统的影响
一、常规控制器的控制规律
二、控制器参数对控制过程的影响
三、测量滞后对控制过程的影响
第七节状态方程的求解与分析
一、线性定常齐次状态方程的解
二、状态转移矩阵
三、线性定常状态方程的解
四、状态空间模型下的系统输出响应
第八节被控对象的实验建模
一、常用的实验测试方法
二、输入测试信号
三、实验测试数据的处理
本章小结
习题三
第四章连续时间控制系统的稳定性与稳态误差
第一节劳斯稳定判据
一、稳定性
二、劳斯判据
三、劳斯判据的应用
四、赫尔维茨判据
第二节反馈控制系统的稳态误差
一、稳态误差
二、反馈控制系统的“型”
三、稳态误差系数
第三节等效单位负反馈系统
本章小结
习题四
第五章根轨迹分析法
第一节概述
一、根轨迹概念
二、闭环零、极点和开环零、极点之
间的关系
三、根轨迹方程
第二节根轨迹的绘制方法
第三节广义根轨迹
一、参数根轨迹
二、零度根轨迹
三、纯滞后系统的根轨迹
第四节基于根轨迹的系统性能分析
一、开环极点对系统性能的影响
二、开环零点对系统性能的影响
三、增益K的选取
第五节基于根轨迹的系统补偿器设计
一、超前补偿器的设计
二、滞后补偿器的设计
三、PID控制器的设计
本章小结
习题五
第六章频率特性分析法
第一节概述
第二节频率特性及其图示法
一、频率特性的定义
二、频率特性的图示法
第三节开环系统典型环节分解和频率
特性曲线的绘制
一、开环系统典型环节分解
二、典型环节的幅相曲线绘制
三、系统的开环幅相曲线绘制
四、典型环节Bode图的绘制
五、开环对数频率特性曲线绘制
六、由频域实验确定系统传递函数
第四节奈奎斯特（Nyquist）稳定性判据
一、Nyquist稳定性判据
二、Nyquist稳定性判据的应用
三、稳定裕度
第五节基于频率响应的补偿器设计
一、频域指标与时域指标的关系
二、超前补偿器的设计
三、滞后补偿器的设计
第六节系统的闭环频率响应
一、闭环频率特性
二、等M圆
三、等N圆
本章小结
习题六
第七章线性离散时间控制系统分析与综合
第一节采样过程与采样定理
一、采样过程的数学描述
二、采样信号的频谱分析
三、采样定理
四、采样信号的复现
第二节Z变换基础
一、Z变换
二、Z变换的几个性质
三、Z反变换
四、改进Z变换
五、Z变换的局限性
第三节线性离散系统的数学描述及求解
一、差分方程及其求解
二、脉冲传递函数
三、离散系统的状态空间模型
第四节离散系统的分析与设计
一、离散系统的稳定性
二、基于z域的分析与设计
三、基于频率特性的分析与设计
第五节数字控制系统简介
一、基于连续系统的分析与设计
二、基于离散系统的分析与设计
本章小结
习题七
第八章线性定常系统的状态空间分析法
第一节线性定常连续系统的能控性和能
观性
一、直观理解
二、能控性定义和能观性定义
三、能控性判别
四、能观性判别
五、对偶原理
第二节线性定常连续系统的线性变换与
结构分解
一、非奇异线性变换
二、状态空间的几种标准型式
三、结构分解
四、状态空间描述与传递函数描述的
关系
第三节线性定常连续系统的状态反馈
控制
一、状态反馈控制的基本概念
二、闭环线性系统的能控性与能观性
三、状态反馈极点配置
四、状态反馈镇定
第四节最优控制
一、最优控制概述
二、线性系统二次型最优控制问题
三、状态调节器
第五节线性定常连续系统的状态观测器
一、状态观测器
二、降维状态观测器
三、状态观测反馈系统（分离定理）
第六节线性定常离散系统的状态空间分
析法
一、离散系统的能控性
二、离散系统的能观性
三、连续系统与离散系统的关联与区别
四、连续动态系统离散化后的能控性与能
观性
第七节内模控制器设计
本章小结
习题八
第九章非线性系统分析
第一节控制系统中的典型非线性特性
一、典型非线性特性
二、非线性控制系统的特殊性
三、非线性控制系统的分析方法
第二节相平面法
一、相平面的基本概念
二、相轨迹的性质
三、相轨迹的绘制
四、二阶线性系统的相轨迹
五、非线性系统的相轨迹
六、由相轨迹求时间解
七、相平面分析
第三节描述函数法
一、描述函数的概念
二、典型非线性特性的描述函数
三、描述函数分析法
第四节李雅普诺夫稳定性分析
一、自治系统及其平衡状态
二、李雅普诺夫稳定性定义
三、李雅普诺夫稳定性的间接判别法
四、李雅普诺夫稳定性的直接判别法
五、线性连续定常系统的李雅普诺夫稳定性分析
六、离散系统的李雅普诺夫稳定性分析
本章小结
习题九
附录拉普拉斯变换
参考文献
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| 內容試閱：
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自动控制原理是国内外各高校自动化及相关专业最重要的专业基础课，本书吸取了国内外同类教材的优点，抓住自动控制理论中最基础的知识点组织编写，比较全面地介绍包括经典控制理论与现代控制理论的理论基础与基本原理。
全书共分九章。第一章概述自动控制系统的基本概念以及发展的历程；第二章从具体的物理系统入手，较为全面地推导了控制系统各单元的微分方程、传递函数、方块图、状态空间等不同形式的模型和模型之间的关系；第三章讨论如何获取控制系统的时域响应，如何求取系统的时域性能指标，着重分析二阶系统的特点；由于控制系统设计中的稳定性非常重要，因此将系统的稳定性与稳态误差计算单独设在第四章；作为经典控制理论中的重要组成部分，第五章与第六章分别给出根轨迹与频率特性两种图解分析方法；第七章将连续时间控制系统分析与综合的方法推广应用于线性离散时间控制系统，如数学模型、时域分析、稳定性分析等，而基于状态空间模型的现代控制理论中的线性系统理论如能控性、能观性的分析，状态反馈与状态观测器的设计等在第八章得到阐述；虽然本书的着眼点是线性时不变系统，但作为知识的扩展，第九章简单地介绍了非线性系统的基本概念、相平面的基本分析法与描述函数法。
本书既深入浅出、较为全面地介绍自动控制系统的基本概念、控制理论基础、控制系统的分析与综合方法，又突出经典控制理论与现代控制理论的发展衍变以及它们自然融会贯通的重点，使读者在了解半个多世纪来控制理论的发展脉络，从科学方法论的高度上掌握系统与连贯的知识，提高分析问题与解决问题的能力，从而可以从更全面更客观的视角认识世界。
由于本书立足自动控制的基础理论与概念，注意到知识的完整性与系统性。因此，本书不仅可作为自动化类与电气信息类相关专业本科生、研究生相应课程的教材，而且还可以作为广大从事自动控制人员教学、科研的参考书。
为方便教学，本书配套的电子教案可免费提供给采用本书作为教材的相关院校使用，如有需要，请发电子邮件至cipedu@163com；与书配套的学习指导书即将出版，欢迎选用。
本书由孙优贤院士、王慧教授主编，王慧教授负责第一～三章，赵豫红副教授负责第四章，周立芳副教授承担了第五、六章的编写，赵豫红与周立芳副教授共同编写了第七章，吴俊教授与王慧教授共同编写了第八、九章。王慧教授承担了全书的统稿工作，孙优贤院士负责全书内容的审阅与最终定稿。
需要说明的是，在编写本书的五年间，得到了浙江大学本科生院、教务处、控制系领导与同仁的大力支持；本书的初稿问世后，系里一些老师提出了很好的建议；在浙江大学控制系“自动控制原理”课程中的多轮使用中也得到来自于学生的反馈意见。还有化学工业出版社的领导与编辑们，也对本书的出版做出了许多努力。五年时间的点点滴滴，在付诸于印刷之际，编者惟有感激。
由于编者水平有限，书中定有不妥之处，敬请读者指正，以便在下次印刷或再版时修正。
编者
2011年5月于杭州浙大求是园
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