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自動控制原理是高等學校工科學生的核心課程之一，本書比較系統(tǒng)地闡述了自動控制理論的基本原理、方法和應用，可作為控制系統(tǒng)領域入門課程教材。全書分為9章。第1~8章較為系統(tǒng)地介紹了經典控制理論，包含控制系統(tǒng)的數(shù)學模型的建立與分析，圍繞系統(tǒng)的穩(wěn)定性、動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能，從時域、頻域、根軌跡等不同角度，進行系統(tǒng)分析與設計的方法的介紹。第9章介紹了現(xiàn)代控制理論的狀態(tài)空間分析法。本書每章后一節(jié)，引入對應知識點的MATLAB仿真指令，加強讀者對基于使用MATLAB工具進行系統(tǒng)分析、設計與仿真的理解與掌握。

自動控制技術在工業(yè)、農業(yè)、交通、環(huán)境、軍事、生物、醫(yī)學、經濟、金融和社會各個領域中都起著極其重要的作用。自動控制理論是研究自動控制的基本理論和自動控制共同規(guī)律的技術科學。自動控制原理主要講述自動控制的基本理論和分析、設計控制系統(tǒng)的基本方法。自動控制原理已成為許多學科的專業(yè)基礎課程或是核心課程，對掌握和理解自動控制技術及其應用有著重要的作用。本書是課程組在總結多年教學和科研經驗的基礎上，結合國內外控制理論發(fā)展及應用現(xiàn)狀，參考國內外眾多經典教材，經反復研討編寫而成。本書是課程組建設省級資源精品共享課、省級精品課程及大規(guī)模在線課程（MOOC課）的配套教材。編者在編寫本書的過程中，堅持以下原則：1）理論系統(tǒng)性。在有限的學時數(shù)內，保持所闡述的控制基本理論的系統(tǒng)性和完整性。同時，在不影響理論闡述的基礎上，精簡了傳統(tǒng)自動控制原理教材中過于繁復的數(shù)學推導和證明。2）工程實用性。通過工程應用實例引出要闡述的概念、理論和方法，強調控制對象的物理背景和物理概念，突出分析和設計方法的工程實用性。通過增加工程應用背景較強的典型例題和習題，激發(fā)讀者的興趣，讓讀者理解和掌握經典控制理論的精髓。3）闡述簡潔性。在寫作風格上，力求做到言簡意賅、內容精煉、重點突出，避免大篇幅的敘述性內容，盡量壓縮各章節(jié)的篇幅，同時注重基本概念的準確性和完整性。4） MATLAB工具的應用。每章最后一節(jié)簡單介紹對應知識點的MATLAB仿真指令，加強讀者對理論和方法的理解與掌握。同時，通過引入系統(tǒng)性的實例介紹了基于MATLAB的系統(tǒng)分析、設計與仿真。本書適用于48～90學時的課內教學。本書由鄒見效任主編，李焱駿、李瑞、吳小娟、凡時財參編。秦剛、林曉雯、黃康、宋應、鄭海潮、孟令榜、葉倩文參與了本書的資料整理工作。在編寫過程中參考了國內外很多優(yōu)秀教材、著作，在此，編者向參考文獻及被引用內容的各位作者表示衷心的感謝！同時感謝責任編輯吉玲女士，同時對在本書編寫過程中給予幫助的所有人員表示誠摯的謝意。本書提供配套的電子課件及相關仿真程序。由于作者水平有限，書中錯誤或欠妥之處在所難免，懇請各位讀者批評指正。編者

前言第1章緒論11自動控制技術及其應用12自動控制系統(tǒng)的一般概念121自動控制的基本原理122自動控制系統(tǒng)的組成13自動控制系統(tǒng)的基本控制方式131開環(huán)控制系統(tǒng)132閉環(huán)控制系統(tǒng)133復合控制系統(tǒng)14自動控制系統(tǒng)的分類141按系統(tǒng)輸入信號形式劃分142按系統(tǒng)微分方程形式劃分143按系統(tǒng)參數(shù)與時間的關系劃分144按系統(tǒng)信號形式劃分145按系統(tǒng)控制作用點個數(shù)劃分15自動控制理論發(fā)展簡史16自動控制系統(tǒng)的基本要求161穩(wěn)定性162暫態(tài)性能163穩(wěn)態(tài)性能17自動控制系統(tǒng)分析與設計工具18全書章節(jié)結構習題第2章系統(tǒng)的數(shù)學模型21系統(tǒng)的微分方程211電路系統(tǒng)212機電系統(tǒng)213機械系統(tǒng)214非線性方程的線性化22傳遞函數(shù)221拉普拉斯變換222傳遞函數(shù)的定義自動控制原理目錄23框圖模型231框圖的構成及繪制232框圖的變換規(guī)則24信號流圖模型241信號流圖的繪制242梅森增益公式243閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)25控制系統(tǒng)建模的MATLAB方法習題第3章線性系統(tǒng)的時域分析法31時域分析的基礎311典型輸入信號312系統(tǒng)的動態(tài)性能指標32一階系統(tǒng)的時域分析321一階系統(tǒng)的數(shù)學模型322單位階躍響應323單位脈沖響應324單位斜坡響應33二階系統(tǒng)的時域分析331二階系統(tǒng)的數(shù)學模型332二階系統(tǒng)的單位階躍響應333欠阻尼二階系統(tǒng)的動態(tài)過程分析34高階系統(tǒng)的時域響應341高階系統(tǒng)的單位階躍響應342高階系統(tǒng)的二階近似35線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析351穩(wěn)定的概念352系統(tǒng)的穩(wěn)定性判據(jù)36線性系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差計算361計算穩(wěn)態(tài)誤差的一般方法362系統(tǒng)類型及靜態(tài)誤差系數(shù)法363動態(tài)誤差系數(shù)法364擾動作用下的穩(wěn)態(tài)誤差365減小和消除穩(wěn)態(tài)誤差的措施37基于MATLAB的時域分析習題第4章線性系統(tǒng)的根軌跡法41根軌跡的基本概念42根軌跡方程43根軌跡的繪制與動態(tài)特性431繪制根軌跡的基本法則432根軌跡與系統(tǒng)的動態(tài)特性44廣義根軌跡法441參數(shù)根軌跡442零度根軌跡45基于MATLAB的根軌跡分析習題第5章頻域分析法51頻率特性概述511線性系統(tǒng)在正弦信號作用下的穩(wěn)態(tài)輸出512線性系統(tǒng)的頻率特性513頻率特性的幾何表示方法514系統(tǒng)頻率特性與典型環(huán)節(jié)頻率特性的關系52Nyquist圖的繪制521比例環(huán)節(jié)522積分環(huán)節(jié)523慣性環(huán)節(jié)524振蕩環(huán)節(jié)525微分環(huán)節(jié)526一階微分環(huán)節(jié)527二階微分環(huán)節(jié)528延遲環(huán)節(jié)529系統(tǒng)Nyquist圖繪制舉例53Bode圖的繪制531比例環(huán)節(jié)532積分環(huán)節(jié)533微分環(huán)節(jié)534慣性環(huán)節(jié)535一階微分環(huán)節(jié)536振蕩環(huán)節(jié)537二階微分環(huán)節(jié)538延時環(huán)節(jié)539系統(tǒng)Bode圖的繪制方法5310最小相位系統(tǒng)的Bode圖54Nyquist穩(wěn)定判據(jù)及其擴展541穩(wěn)定判據(jù)分析對象函數(shù)542輻角定理543Nyquist穩(wěn)定判據(jù)544Nyquist穩(wěn)定判據(jù)擴展55系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性和穩(wěn)定裕度551相位裕度552幅值裕度56頻域指標與系統(tǒng)性能的關系561閉環(huán)頻率特性562頻域指標與系統(tǒng)性能的關系57MATLAB的頻域分析應用習題第6章控制系統(tǒng)的校正61校正問題的提出和一般方法611校正問題的提出612校正的一般方法613基于頻域分析法的校正思想62PID控制器簡述621比例控制器622比例微分控制器623積分控制器624比例積分控制器625比例積分微分控制器63串聯(lián)超前校正631超前校正元件特性632超前校正元件設計633串聯(lián)超前校正對系統(tǒng)的影響64串聯(lián)滯后校正641滯后校正元件特性642滯后校正元件設計643串聯(lián)滯后校正對系統(tǒng)的影響65串聯(lián)滯后超前校正66MATLAB在系統(tǒng)校正中的應用習題第7章線性離散系統(tǒng)分析71線性離散系統(tǒng)的基本概念72信號的采樣與保持721采樣過程722信號保持73z變換731z變換定義732z變換方法733z逆變換方法734脈沖傳遞函數(shù)735線性離散系統(tǒng)的開環(huán)脈沖傳遞函數(shù)736z變換法的局限性74離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析741離散系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件742勞斯穩(wěn)定判據(jù)743線性離散系統(tǒng)的時域分析744線性離散系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差75基于MATLAB的線性離散系統(tǒng)分析習題第8章非線性控制系統(tǒng)分析81非線性控制系統(tǒng)概述811典型非線性環(huán)節(jié)812非線性系統(tǒng)特征813非線性系統(tǒng)分析方法82描述函數(shù)法821描述函數(shù)定義822典型非線性特性的描述函數(shù)823非線性特性描述函數(shù)簡化824描述函數(shù)法應用條件825應用描述函數(shù)分析非線性系統(tǒng)83相平面法831相平面法概念832相軌跡繪制方法833奇點

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