《自動(dòng)控制原理》主要面向工程應(yīng)用型自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生，以經(jīng)典控制理論為主，適當(dāng)介紹現(xiàn)代控制理論的基本知識(shí)。全書共9章，各章內(nèi)容分別為緒論、控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、線性控制系統(tǒng)的時(shí)域分析、控制系統(tǒng)的根軌跡分析、控制系統(tǒng)的頻域分析、控制系統(tǒng)的校正、采樣控制系統(tǒng)、非線性控制系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析與設(shè)計(jì)。
《自動(dòng)控制原理》注重控制工程背景的描述，介紹基本分析方法時(shí)，對(duì)問(wèn)題的引出給予足夠的重視。在相應(yīng)章節(jié)介紹了基本分析方法后，給出相應(yīng)的具有工程背景的實(shí)例進(jìn)行分析。全書注重介紹工程中廣泛應(yīng)用的PID控制方法，并在各章中均有涉及，以幫助讀者掌握相關(guān)分析、設(shè)計(jì)思想方法。除基本內(nèi)容外，對(duì)于非線性系統(tǒng)的反饋線性化方法、魯棒性的概念，也以淺顯的方式進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，以使學(xué)生對(duì)近年來(lái)控制理論的進(jìn)展有一定了解。第3章后均給出Matlab語(yǔ)言進(jìn)行仿真計(jì)算的例子，在實(shí)例中還利用Simulink等工具箱，給出多樣的仿真，幫助學(xué)生理解控制理論的基本應(yīng)用。為適應(yīng)不同領(lǐng)域應(yīng)用背景的需要，除工業(yè)控制系統(tǒng)的實(shí)例外，對(duì)其他應(yīng)用背景的控制問(wèn)題也給予一定重視。
為使學(xué)生掌握基本分析方法，每章末尾集中給出具有一定難度的綜合性例題，可供學(xué)生自學(xué)或習(xí)題課選用。習(xí)題采用思考題、練習(xí)題、習(xí)題、綜合與設(shè)計(jì)題幾種形式，以幫助學(xué)生熟悉基本概念，掌握基本方法，了解理論的工程應(yīng)用，從而適應(yīng)不同層次的需要。
《自動(dòng)控制原理》可作為高等學(xué)校自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化等專業(yè)的教材，也可作為測(cè)控技術(shù)與儀器、機(jī)電一體化、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)等相關(guān)專業(yè)的教學(xué)參考書，對(duì)從事控制工程領(lǐng)域研究、設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的工程技術(shù)人員，《自動(dòng)控制原理》也具有較好的參考價(jià)值。
劉小河，男，1955年10月生。1982年、1989年、2001年分別在陜西機(jī)械學(xué)院、重慶大學(xué)、西安理工大學(xué)獲工學(xué)學(xué)士、碩士、博士學(xué)位。1999年晉升為教授。
現(xiàn)為北京信息科技大學(xué)學(xué)術(shù)委員會(huì)委員，控制科學(xué)與工程一級(jí)學(xué)科責(zé)任教授，控制理論與控制工程學(xué)科（北京市重點(diǎn)建設(shè)學(xué)科）學(xué)科帶頭人，自動(dòng)化學(xué)院院長(zhǎng)，院學(xué)術(shù)委員會(huì)主席。北京交通大學(xué)兼職教授，博士生導(dǎo)師。兼任中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)應(yīng)用專業(yè)委員會(huì)委員，北京市人工智能學(xué)會(huì)常務(wù)理事，中國(guó)電子教育學(xué)會(huì)理事、中國(guó)電子教育學(xué)會(huì)電子高教分會(huì)理事。2006-20-12年任教育部教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)自動(dòng)化專業(yè)分委員會(huì)委員，2006年入選北京市創(chuàng)新拔尖人才，獲北京市優(yōu)秀教師稱號(hào)。2009年獲首都教育先鋒教學(xué)創(chuàng)新先進(jìn)個(gè)人稱號(hào)，2010年獲北京市高校育人標(biāo)兵稱號(hào)。2012年被評(píng)為北京市第八屆教學(xué)名師。
長(zhǎng)期從事自動(dòng)化、電氣工程領(lǐng)域的教學(xué)和科研工作。主持承擔(dān)國(guó)家自然科學(xué)基金、教育部重點(diǎn)項(xiàng)目、北京市自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目及面上項(xiàng)目、陜西省自然科學(xué)基金、北京市教委科技基金重點(diǎn)項(xiàng)目及面上項(xiàng)目等十余項(xiàng)。獲國(guó)家教學(xué)優(yōu)秀成果一等獎(jiǎng)、省級(jí)教學(xué)優(yōu)秀成果一等獎(jiǎng)各一項(xiàng)，省級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)及其他獎(jiǎng)項(xiàng)等多項(xiàng)。在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊及學(xué)術(shù)會(huì)議發(fā)表論文共90余篇，其中El、ISTP等檢索收錄30余篇。出版專著40B，教材1部。
主要研究方向?yàn)椋鹤赃m應(yīng)控制與魯棒控制，非線性系統(tǒng)分析與控制，非線性電路與系統(tǒng)。
第1章 緒論
1.1 自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成和基本工作方式
1.2 自動(dòng)控制系統(tǒng)示例
1.2.1 工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)
1.2.2 其他領(lǐng)域的自動(dòng)控制問(wèn)題
1.3 自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類
1.3.1 連續(xù)系統(tǒng)與離散系統(tǒng)
1.3.2 線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)
1.3.3 單輸入-單輸出系統(tǒng)和多輸入-多輸出系統(tǒng)
1.3.4 兩類典型的反饋控制系統(tǒng)
1.4 自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求
1.4.1 對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求
1.4.2 自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述
1.5 自動(dòng)控制理論的發(fā)展回顧和
本書的內(nèi)容簡(jiǎn)介
習(xí)題
第2章 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
2.1 單輸入一單輸出線性系統(tǒng)的時(shí)域描述
2.1.1 典型對(duì)象（環(huán)節(jié)）的微分方程
2.1.2 控制系統(tǒng)微分方程的建立
2.2 單輸入一單輸出線性控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)描述
2.2.1 拉普拉斯（Laplace）變換及基本性質(zhì)
2.2.2 傳遞函數(shù)的定義和意義
2.2.3 典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)
2.3 動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖及其化簡(jiǎn)
2.3.1 控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖描述
2.3.2 動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖的等效變換和化簡(jiǎn)
2.3.3 閉環(huán)系統(tǒng)的典型傳遞函數(shù)
2.4 信號(hào)流圖
2.4.1 信號(hào)流圖的定義及性質(zhì)
2.4.2 Mason公式及應(yīng)用
2.5 非線性系統(tǒng)的線性化
2.5.1 非線性系統(tǒng)的線性近似
2.5.2 非線性系統(tǒng)反饋線性化的概念
2.6 多輸入一多輸出控制系統(tǒng)的描述
2.6.1 控制系統(tǒng)的狀態(tài)變量描述
2.6.2 多輸入一多輸出線性系統(tǒng)的傳遞函數(shù)矩陣描述
2.7 典型控制系統(tǒng)的模型
2.7.1 機(jī)械與機(jī)電系統(tǒng)
2.7.2 工業(yè)過(guò)程系統(tǒng)
2.7.3 非工程系統(tǒng)
本章小結(jié)
例題和習(xí)題
第3章 線性控制系統(tǒng)的時(shí)域分析
3.1 控制系統(tǒng)時(shí)域分析引論
3.1.1 控制系統(tǒng)時(shí)域分析的基本概念
3.1.2 典型輸入信號(hào)
3.1.3 線性系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)
3.1.4 控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)
3.2 一階系統(tǒng)分析
3.2.1 一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)
3.2.2 一階系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)
3.2.3 一階系統(tǒng)的單位斜坡響應(yīng)
3.2.4 線性定常系統(tǒng)的重要特性
3.3 二階系統(tǒng)
3.3.1 二階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
3.3.2 二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)
3.3.3 二階系統(tǒng)的性能指標(biāo)分析
3.3.4 二階系統(tǒng)響應(yīng)特性的改善
3.3.5 二階系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)
3.4 高階系統(tǒng)分析
3.4.1 高階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)
3.4.2 主導(dǎo)極點(diǎn)
3.5 線性控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
3.5.1 穩(wěn)定性的基本概念
3.5.2 線性系統(tǒng)穩(wěn)定性的充要條件
3.5.3 勞斯判據(jù)及應(yīng)用
3.5.4 控制系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性
3.6 控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差
3.6.1 控制系統(tǒng)的誤差
3.6.2 輸入作用下的穩(wěn)態(tài)誤差
3.6.3 靜態(tài)誤差系數(shù)
3.6.4 擾動(dòng)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差
3.6.5 減小或消除穩(wěn)態(tài)誤差的措施
3.7 用Matlab進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析
3.8 實(shí)例分析
本章小結(jié)
例題和習(xí)題
第4章 控制系統(tǒng)的根軌跡分析
4.1 根軌跡的基本概念
4.1.1 閉環(huán)系統(tǒng)的根軌跡
4.1.2 根軌跡方程
4.2 根軌跡的基本性質(zhì)及繪圖的基本規(guī)則
4.2.1 根軌跡的基本性質(zhì)
4.2.2 根軌跡繪圖的基本規(guī)則
4.3 控制系統(tǒng)的根軌跡繪制
4.3.1 單回路系統(tǒng)的根軌跡
4.3.2 參量根軌跡
4.3.3 多回路系統(tǒng)的根軌跡
4.3.4 正反饋回路的根軌跡
4.4 控制系統(tǒng)的根軌跡分析
4.4.1 增加開(kāi)環(huán)零點(diǎn)對(duì)根軌跡的影響
4.4.2 增加開(kāi)環(huán)極點(diǎn)對(duì)根軌跡的影響
4.4.3 基本PID控制作用對(duì)根軌跡的影響
4.4.4 由根軌跡分析控制系統(tǒng)
4.5 應(yīng)用Matlab繪制根軌跡
4.6 應(yīng)用根軌跡法分析和設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)實(shí)例
本章小結(jié)
例題和習(xí)題
第5章 控制系統(tǒng)的頻域分析
5.1 控制系統(tǒng)頻率特性的基本概念
5.1.1 線性系統(tǒng)的正弦穩(wěn)態(tài)響應(yīng)和頻率特性
……
第6章 控制系統(tǒng)的校正
第7章 采樣控制系統(tǒng)
第8章 非線性控制系統(tǒng)
第9章 控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析與設(shè)計(jì)
部分習(xí)題答案
參考文獻(xiàn)
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