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| 內容簡介： |
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本书充分融入思政元素，突出高职教育特色，更好地贴近生产实际和岗位需求，融入国家职业技能鉴定标准、“1+X”职业技能等级证书培训等，以“典型自动控制系统的分析、调试与故障排除”为主线，结合编者多年的教学经验与校企“双元”合作成果课程改革进行修订。 本书针对实际自动控制系统分析、调试与维修过程中不同阶段所应具有的知识和能力进行介绍。本书设有5个单元，主要内容包括自动控制系统基础、自动控制系统数学模型建立、自动控制系统时域分析法、自动控制系统频域分析法、线性系统的校正与设计。本书将理论知识与实践技能有机融合，设有18个技能训练，同时通过大量的工程应用实例将MATLAB的应用贯穿各教学单元。本书各教学单元设有教学导航，以体现知识目标、技能目标及思政元素等。 本书为高等职业本专科院校自动化类相关专业的教材，也可作为开放大学、成人教育、自学考试、中职学校、培训班的教材，以及自动化工程技术人员的参考教材。 本书为省级在线开放课程配套教材，提供多种免费教学资源，详见前言。
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| 關於作者： |
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陈慧蓉 教授，毕业于安徽工程大学检测与自动控制专业，现在芜湖职业技术学院已从事二十多年的电气类课程的教学研究工作，为国家示范建设专业、现代学徒制试点专业（电气自动化技术专业）的专业带头人，省级教学团队的团队带头人，安徽省第二批企业科技特派员，具有丰富的教学与实践经验。
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| 目錄：
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单元1 自动控制系统基础1 教学导航1 1.1 自动控制的概念及发展2 1.1.1 自动控制的基本概念2 1.1.2 自动控制的发展阶段3 1.2 自动控制系统的组成与控制方式4 1.2.1 自动控制系统的组成框图4 1.2.2 自动控制系统组成框图绘制5 1.2.3 自动控制系统的控制方式7 技能训练1 单闭环有静差直流调速系统组成框图绘制8 1.3 自动控制系统的分类9 1.4 自动控制系统的性能及分析方法10 1.4.1 自动控制系统的性能要求10 1.4.2 自动控制系统的性能分析方法11 1.5 MATLAB应用基础12 1.5.1 MATLAB工作环境12 1.5.2 m文件13 1.5.3 MATLAB基本语句结构15 1.5.4 MATLAB的运算16 1.5.5 MATLAB二维图形绘制19 知识梳理与总结21 思考与练习题122单元2 自动控制系统数学模型建立24 教学导航24 2.1 拉氏变换及其应用25 2.1.1 拉氏变换定义25 2.1.2 常用函数的拉氏变换25 2.1.3 拉氏变换的运算定理27 2.1.4 拉氏反变换30 2.1.5 应用拉氏变换求解微分方程32 2.2 时域数学模型—微分方程33 2.2.1 自动控制系统微分方程的建立33 2.2.2 运动的模态35 2.3 复域数学模型—传递函数36 2.3.1 传递函数的定义和性质36 2.3.2 传递函数的求取37 技能训练2 用MATLAB建立传递函数参数模型40 2.3.3 典型环节的数学模型42 技能训练3 自动控制系统典型环节的模拟与测试48 2.4 自动控制系统的方框图50 2.4.1 方框图的组成与建立50 2.4.2 有关方框图的几个概念53 2.4.3 方框图的等效变换与简化53 2.4.4 梅逊公式56 技能训练4 基于MATLAB的模型等效变换与简化57 2.5 反馈控制系统的传递函数61 2.5.1 系统的闭环传递函数62 2.5.2 系统的误差传递函数62 技能训练5 单闭环直流调速系统数学模型建立63 2.6 Simulink建立系统模型及数字仿真66 2.6.1 Simulink启动及模块库67 2.6.2 使用Simulink建立系统方框图模型69 2.6.3 利用Simulink进行数字仿真70 知识梳理与总结74 思考与练习题275单元3 自动控制系统时域分析法79 教学导航79 3.1 系统的时间响应与性能指标80 3.1.1 自动控制系统的时间响应80 3.1.2 自动控制系统的性能指标80 技能训练6 基于MATLAB的系统单位阶跃响应分析82 3.2 一阶系统的动态性能分析85 3.2.1 一阶系统的数学模型85 3.2.2 一阶系统的单位阶跃响应及动态性能指标85 3.3 二阶系统的动态性能分析87 3.3.1 二阶系统的数学模型87 3.3.2 二阶系统的单位阶跃响应88 3.3.3 欠阻尼二阶系统的动态性能指标90 3.3.4 二阶系统性能的改善93 技能训练7 典型二阶系统模拟电路及性能分析测试94 3.4 高阶系统动态性能分析96 技能训练8 基于MATLAB的高阶系统动态性能分析98 3.5 线性系统稳定性分析101 3.5.1 稳定性的基本概念101 3.5.2 线性系统稳定的充要条件102 3.5.3 劳斯稳定判据103 3.5.4 利用MATLAB分析系统的稳定性106 技能训练9 三阶系统的稳定性分析109 3.6 线性系统稳态性能分析112 3.6.1 误差与稳态误差112 3.6.2 系统型别113 3.6.3 给定输入信号作用下的稳态误差计算114 3.6.4 扰动输入信号作用下的稳态误差计算117 技能训练10 基于Simulink系统的稳态误差分析119 技能训练11 转速负反馈有静差直流调速系统性能分析120 技能训练12 调速系统的分析、调试与维护122 知识梳理与总结124 思考与练习题3125单元4 自动控制系统频域分析法128 教学导航128 4.1 频率特性基本概念129 4.1.1 频率特性定义129 4.1.2 频率特性与传递函数的关系130 4.1.3 频率特性的数学表示法130 4.1.4 频率特性的图形表示法131 4.2 典型环节频率特性133 4.2.1 比例环节频率特性133 4.2.2 积分环节频率特性134 4.2.3 微分环节频率特性135 4.2.4 惯性环节频率特性135 4.2.5 比例-微分环节频率特性137 4.2.6 振荡环节频率特性138 4.2.7 延迟环节频率特性140 技能训练13 典型环节频率特性测试141 4.3 开环幅相频率特性曲线绘制143 4.4 开环对数频率特性曲线绘制146 4.4.1 叠加法绘制146 4.4.2 直接法绘制148 4.4.3 小相位系统149 4.4.4 传递函数的频域实验确定150 4.5 频域的稳定判据151 4.5.1 闭环特征式的构造与特点151 4.5.2 映射定理151 4.5.3 开环传递函数不含积分环节的奈奎斯特稳定判据152 4.5.4 开环传递函数含积分环节的奈奎斯特稳定判据156 4.5.5 对数频率稳定判据158 技能训练14 基于MATLAB绘制开环幅相频率特性曲线及其稳定性分析159 4.6 稳定裕度162 4.6.1 相角裕度162 4.6.2 幅值裕度165 技能训练15 基于MATLAB绘制开环对数频率特性曲线及其频域分析166 4.7 频率特性与系统性能的关系169 4.7.1 开环频域指标与时域指标间的关系169 4.7.2 开环频率特性分析闭环系统性能171 4.7.3 闭环频域指标与时域指标间的关系172 知识梳理与总结174 思考与练习题4175单元5 线性系统的校正与设计179 教学导航179 5.1 校正方式与装置180 5.1.1 校正概念180 5.1.2 校正方式180 5.1.3 校正装置181 5.2 串联校正183 5.2.1 串联超前校正183 5.2.2 串联滞后校正187 5.2.3 串联滞后-超前校正191 技能训练16 自动控制系统的串联校正设计与实现194 技能训练17 基于MATLAB的串联校正设计与仿真196 5.3 基本PID控制198 5.3.1 比例控制198 5.3.2 比例-微分控制199 5.3.3 比例-积分控制201 5.3.4 比例-积分-微分控制203 技能训练18 PID控制器设计及其参数整定204 知识梳理与总结207 思考与练习题5208
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