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本书编写中注重突出重点，淡化繁冗的理论推导，力求以简洁明了的表达方式，准确、全面地讲述自动控制的基本原理和概念。书中注重理论与工程实际的紧密结合，注意培养读者用所学知识分析、研究、解决复杂工程问题的能力。
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| 內容簡介： |
机 械 工 业 出 版 社本书依据高等院校本科自动控制理论课程的教学要求，从注重理论基础与基本概念，拓宽专业面的目的出发，结合自动化专业及其他相近专业的教学特点和教学要求，比较全面地阐述了经典控制理论的基本内容。全书共分八章，包括经典控制理论的线性定常系统理论(自动控制理论的基本概念与数学模型、时域分析法、根轨迹法和频率法等)，非线性控制理论基础和采样控制系统理论等。
本书编写中注重突出重点，淡化繁冗的理论推导，力求以简洁明了的表达方式，准确、全面地讲述自动控制的基本原理和概念。书中注重理论与工程实际的紧密结合，注意培养读者用所学知识分析、研究、解决复杂工程问题的能力。为了便于读者自学和更好地掌握本课程的基本理论和方法，锻炼和培养分析、综合以及解决实际问题的能力，章中附有典型例题解析和习题。在主要章节中安排了基于MATLAB软件的系统分析和设计实例，以适应计算机辅助教学的要求。每章末给出小结，供读者学习、归纳之用。
本书配有电子课件，欢迎选用本书作为教材的教师登录www.cmpedu.com注册后下载，或发邮件至jinacmp@163.com索取;与本书配套的国家精品资源共享课可登录爱课程网在线观看。
本书可作为高等学校自动化专业及电子信息工程、电气工程及其自动化、轨道交通信号与控制、物联网工程等相关专业的教材或教学参考书，也可供有关专业的师生和工程技术人员参考。
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| 目錄：
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〖1〗Ⅵ自动控制理论第3版前言〖2〗Ⅴ目录
序
前言
书中教学视频一览表
第一章自动控制理论的一般概念1
第一节自动控制发展简史与主要任务1
第二节自动控制的基本方式3
第三节典型控制系统举例7
第四节对于自动控制系统的要求13
小结15
习题15
第二章控制系统的数学模型18
第一节建立数学模型的一般方法18
第二节非线性微分方程的线性化24
第三节用拉普拉斯变换求解线性
微分方程26
第四节传递函数31
第五节典型环节的传递函数33
第六节动态结构图及等效变换37
第七节信号流图及梅逊公式44
第八节控制系统的传递函数48
第九节线性系统的状态空间描述51
第十节网络化控制系统的延迟
与建模56
第十一节基于MATLAB的拉普拉斯变换
及系统模型转换实现58
小结62
典型例题解析62
习题65
第三章时域分析法71
第一节典型输入信号与时域性能
指标71
第二节一阶系统分析74
第三节二阶系统分析78
第四节高阶系统分析89
第五节稳定性与劳斯判据91
第六节稳态误差分析99
第七节基于MATLAB的控制系统
时域分析109
小结113
典型例题解析114
习题118
第四章根轨迹法123
第一节根轨迹与根轨迹方程123
第二节绘制根轨迹的基本法则125
第三节系统闭环零、极点分布与
阶跃响应的关系138
第四节系统阶跃响应的根轨迹
分析142
第五节开环极点和零点的变化对系统性能
的影响148
第六节特殊根轨迹152
第七节基于MATLAB的控制系统
根轨迹分析161
小结168
典型例题解析169
习题172
第五章频率法176
第一节频率特性的概念176
第二节典型环节的频率特性181
第三节开环系统对数频率
特性图的绘制191
第四节控制系统的频域稳定判据196
第五节稳定裕量206
第六节开环频率特性与闭环
系统性能的关系210
第七节闭环频率特性214
第八节传递函数的实验确定法221
第九节基于MATLAB的控制
系统频域分析224
小结233
典型例题解析234
习题239
第六章控制系统的校正244
第一节引言244
第二节基于频率法的串联校正245
第三节基于根轨迹法的串联校正261
第四节PID校正269
第五节反馈校正276
第六节复合校正285
第七节基于MATLAB的控制系统
校正287
小结297
典型例题解析297
习题299
第七章非线性系统的分析302
第一节非线性特性对系统的影响302
第二节描述函数的基本概念308
第三节典型非线性环节的描述函数309
第四节用描述函数法研究非线性
系统313
第五节相平面的基本概念319
第六节线性控制系统的相平面分析322
第七节非线性系统的相平面分析329
第八节利用Simulink求解非线性
系统的时域响应334
小结335
典型例题解析336
习题339
第八章采样控制系统的分析
与设计344
第一节采样过程和采样定理345
第二节信号复现与信号保持器349
第三节z变换和z反变换352
第四节脉冲传递函数363
第五节采样系统的分析373
第六节最少拍采样系统的校正384
第七节基于MATLAB的采样控制
系统分析388
小结392
典型例题解析393
习题395
习题参考答案399
参考文献416
〖1〗Ⅷ自动控制理论第3版目录〖2〗Ⅶ
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| 內容試閱：
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随着科学技术的不断进步，电气工程与自动化技术正以令人瞩目的发展速度改变着我国工业的整体面貌。同时，对社会的生产方式、人们的生活方式和思想观念也产生了重大的影响，并在现代化建设中发挥着越来越重要的作用。随着与信息科学、计算机科学和能源科学等相关学科的交叉融合，它正在向智能化、网络化和集成化的方向发展。
教育是培养人才和增强民族创新能力的基础，高等学校作为国家培养人才的主要基地，肩负着教书育人的神圣使命。在实际教学中，根据社会需求，构建具有时代特征、反映最新科技成果的知识体系是每个教育工作者义不容辞的光荣任务。
教书育人，教材先行。机械工业出版社几十年来出版了大量的电气工程与自动化类教材，有些教材十几年、几十年长盛不衰，有着很好的基础。为了适应我国目前高等学校电气工程与自动化类专业人才培养的需要，配合各高等学校的教学改革进程，满足不同类型、不同层次的学校在课程设置上的需求，由中国机械工业教育协会电气工程及自动化学科教学委员会、中国电工技术学会高校工业自动化教育专业委员会、机械工业出版社共同发起成立了“全国高等学校电气工程与自动化系列教材编审委员会”，组织出版新的电气工程与自动化类系列教材。这套教材基于“加强基础，削枝强干，循序渐进，力求创新”的原则，通过对传统课程内容的整合、交融和改革，以不同的模块组合来满足各类学校特色办学的需要。并力求做到:
1.适用性:结合电气工程与自动化类专业的培养目标、专业定位，按技术基础课、专业基础课、专业课和教学实践等环节，进行选材组稿。对有的具有特色的教材采取一纲多本的方法，注重课程之间的交叉与衔接，在满足系统性的前提下，尽量减少内容上的重复。
2.示范性:力求教材中展现的教学理念、知识体系、知识点和实施方案在本领域中具有广泛的辐射性和示范性，代表并引导教学发展的趋势和方向。
3.创新性:在教材编写中强调与时俱进，对原有的知识体系进行实质性的改革和发展，鼓励教材涵盖新体系、新内容、新技术，注重教学理论创新和实践创新，以适应新形势下的教学规律。
4.权威性:本系列教材的编委由长期工作在教学第一线的知名教授和学者组成。他们知识渊博，经验丰富。组稿过程严谨细致，对书目确定、主编征集、资料申报和专家评审等都有明确的规范和要求，为确保教材的高质量提供了有力保障。
此套教材的顺利出版，先后得到全国数十所高校相关领导的大力支持和广大骨干教师的积极参与，在此谨表示衷心的感谢，并欢迎广大师生提出宝贵的意见和建议。
此套教材的出版如能在转变教学思想、推动教学改革、更新专业知识体系、创造适应学生个性和多样化发展的学习环境、培养学生的创新能力等方面收到成效，我们将会感到莫大的欣慰。
全国高等学校电气工程与自动化系列教材编审委员会
序
自动化技术对人类社会的生产方式、生活方式和思想观念产生了重大的影响，并发挥着越来越重要的作用。随着与信息科学、计算机科学和能源科学等相关学科的交叉融合与发展，自动化技术也不断被赋予新的内容，数字化、智能化和网络化成为新的趋势与方向。自动控制理论作为自动化技术的核心知识内容，自它诞生之日起，就迸发和展现出强大的生命力和不可替代性，在社会经济建设的各个发展阶段都发挥了重要的作用。
刘丁教授编写的《自动控制理论》教材依据高等院校本科自动控制理论课程大纲的要求，面向科技发展的新趋势、产业发展的新要求，体现了工程技术领域所日益呈现的机理未知性、学科交融性、环境复杂性、指标高精性等特点，旨在培养学生分析、解决复杂工程问题的科学思维和实际能力。书中所阐述的建模、反馈、系统、设计等基本概念和学术思想，无疑是系统论和控制论中最为基本与核心的内容，对于培养读者的辩证思维能力、综合分析能力和工程实践能力都具有重要的指导作用。
教材具有以下鲜明的特色:
1.充分发挥自动控制理论课程在专业知识体系中的桥梁与纽带作用。该教材内容既体现了基础课知识内容的延伸应用，又反映了对后续专业知识内容的支撑作用，注重培养学生融会贯通、理论联系实际的专业思想。
2.教材展现了具有时代特征的数字化、可视化新形态。结合高等教育实施的线上线下相结合的教学形式，建成的移动学习型新形态教学资源，将知识内容生动、形象地展现出来，便于读者对内容的理解和学习。
3.符合认知规律、富有启发性。教材在基本概念、知识内容以及衔接编排上体现了既强调理论基础又重视应用基础的教学思想。教学内容展现出既能应讲尽讲、讲深讲透，又能引导学生在自学中不断深化对知识内容的感悟、认识与内化，实现从知识理解、掌握到方法应用的跃迁。
刘丁教授长期从事自动化专业教学、科研工作，并担任控制理论课程群虚拟教研室负责人，理论知识深厚，实践经验丰富，学术成果丰硕。相信该教材的再版发行对于推进课程改革、丰富教学内容、培养学生的创新能力等方面将起到很好的促进作用。
中国工程院院士
清华大学教授
2023年10月于北京前言
自动控制理论作为一门科学，自它诞生之日起就显示出了强大的生命力，在人类社会进步和生产技术发展的不同时期，都发挥了重要的作用。现阶段，科学技术日新月异
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