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《自动控制原理（第2版）》是由国防工业出版社出版的。 经典教材，畅销十年 教科书、学习指导与习题解答三者合一 特别适合用作考研辅导教材 有电子课件，可向责任编辑索取

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内容介绍

《自动控制原理（第2版）》第2版作为国家级“十一五”规划教材是在第l版面向2l世纪高等院校教材基础上修订而成的。书中全面系统地介绍了自动控制理论基本分析和设计方法。全书共分9章，前6章介绍连续控制系统的数学建模、时域分析、根轨迹分析、频域分析以及系统的校正等方法。第7章介绍非线性系统的基本分析方法，其中包括相平面法和描述函数法。第8章介绍离散控制系统的理论，用时域法分析了离散系统的稳定性、动态性能和稳态误差，以及数字校正等问题。新增加的第9章内容，精练地介绍了目前国际控制界流行的MATLAB仿真方法，并精心设计了经典的模拟实验以供读者训练之用。在附录中增加了拉普拉斯变换和MATIAB应用的基础知识以供读者查用。 为便于读者自学，《自动控制原理（第2版）》精心选编了大量解题指导，旨在加强学生的课后训练，提高分析设计能力，以便学生灵活运用各章方法。同时，根据多年的考研辅导经验，精选了重要例题附在其中，对考研复习意义重大。加之各章配有的内容总结、提要和学习、复习指导，提纲挈领地把本章内容串成一条主线，相互联系起来，有利于突出重点和牢固掌握基本知识。 本教材可作为普通高校自动化、通信、计算机、自动控制、仪器仪表、测控、机械、动力、冶金等专业的教材，也可作为成人教育和继续教育的教材，还可作为科技人员参考用书。

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精彩书摘

在科学技术飞速发展的今天，自动控制技术所起的作用越来越重要。无论是在宇宙飞船、导弹制导的尖端技术领域，还是在机器制造业及工业过程控制中，所取得的成就都是惊人的。不仅如此，在人们的现代生活和工作中，自动化技术也无时不在地为人们创造着方便快捷的环境，使人们享受着高科技所带来的现代生活。 科学技术的发展是需要理论指导的，人类历史上的许多技术由于没有概括出原理，得不到发展和流传，所以也很难成为全社会的生产力。自动控制技术也是一样，在长达数千年的技术发展中，直到20世纪，人们才能概括出自动控制的基本原理，然后将其应用到各个生产领域，制造出各种各样的自动化装置、机器人、无人工厂，以及办公自动化、农业自动化、家庭自动化设备等，逐步形成今天这样强大的社会生产力，把人类推进到一个崭新的时代——自动化时代。可以说，没有控制论的建立和发展，也就没有今天这样高度发达的自动化技术。 控制论的形成和发展，是始于技术的。最早从解决生产实践问题开始，首先建立的是工程控制论。即从工程技术提炼到工程技术的理论，是控制工程系统的技术的总结。其后，由于它对生产力的发展、尖端技术的研究与尖端武器的研制产生了巨大的推动作用，以致引起包括非工程系统及社会各行业专家的关注。控制论所揭示的思想方法，已大大超出了工程控制领域，吸引了许多不同行业技术专家和社会科学家，他们用控制论的思想方法去研究各自所从事的学科。因此，控制论在它建立后的短短时期内便迅速渗透到各个科学技术领域，并以相关的分析观点派生出许多新型的边缘学科。其中包括生物控制论、经济控制论、人口控制论、生态环境控制论、社会控制论等。20世纪上半叶，相对论、量子论和控制论被认为是三大伟绩，称为三项科学革命，是人类认识客观世界的三大飞跃。 控制论的分析观点，广泛地渗透到各个学科领域中去，这是由它所研究的内涵决定的。其核心是研究世间一切能量变换和信息变换如何满足人类的最佳需求。它的任务，是对各类系统中的信息传递与转换关系进行定量分析，然后根据这些定量关系预见整个系统的行为。没有定量分析，就没有控制论。因此，在理论的研究中，广泛地利用了各种数学工具。例如微积分、微分方程、概率论、高等代数、复变函数、泛函分析、变分法、拓扑学等几乎数学的所有分支理论都渗透到了控制论的研究中。从这个意义上来说，控制论可以称作应用数学的一个分支。 ……

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第1章自动控制的基本概念 1.1 引言 1.2 自动控制的基本知识 1.2.1 自动控制问题的提出 1.2.2 自动控制的定义及基本职能元件 1.2.3 自动控制中的一些术语及方框图 1.3 自动控制系统的基本控制方式 1.3.1 开环控制 1.3.2 闭环控制 1.3.3 开环系统与闭环系统的比较 1.4 自动控制系统的分类及基本组成 1.4.1 按给定信号的特征分类 1.4.2 按系统的数学描述分类 1.4.3 按信号传递的连续性分类 1.4.4 按系统的输入与输出信号的数量分类 1.4.5 自动控制系统的基本组成 1.5 对控制系统的要求和分析设计 1.5.1 对系统的要求 1.5.2 控制系统的分析与设计 1.6 自动控制理论的发展概况 1.6.1 早期的自动控制工作 1.6.2 经典控制理论 1.6.3 现代控制理论 1.7 例题精解 学习指导与小结 习题 第2章控制系统的数学模型 2.1 引言 2.1.1 系统数学模型的特点 2.1.2 数学模型的类型 2.1.3 系统数学模型的建模原则 2.2 系统微分方程的建立 2.2.1 列写微分方程式的一般步骤 2.2.2 机械系统举例 2.2.3 电路系统举例 2.2.4 实际物理系统线性微分方程的一般特征 2.2.5 电枢控制直流电动机 2.2.6 复杂系统微分方程的列写 2.3 非线性数学模型线性化 2.3.1 小偏差线性化的概念 2.3.2 线性化的意义及常用方法 2.3.3 系统线性化的条件及步骤 2.3.4 关于线性化的几点说明 2.4 线性系统的传递函数 2.4.1 线性常系数微分方程的求解 2.4.2 传递函数的定义和实际意义 2.4.3 传递函数的性质及微观结构 2.5 典型环节及其传递函数 2.6 系统的结构图 2.6.1 结构图的定义及基本组成 2.6.2 结构图的绘制步骤 2.6.3 结构图的基本连接形式 2.6.4 结构图的等效变换 2.6.5 结构图的简化 2.7 信号流图及梅逊公式 2.7.1 信号流图的基本概念 2.7.2 信号流图的绘制方法 2.7.3 梅逊增益公式 2.8 例题精解 学习指导与小结 习题 第3章时域分析法 3.1 典型输入信号和时域性能指标 3.1.1 典型输入信号 3.1.2 阶跃响应性能指标 3.2 一阶系统时域分析 3.2.1 一阶系统的单位阶跃响应 3.2.2 一阶系统的单位脉冲响应 3.2.3 一阶系统的单位斜坡响应 3.3 典型二阶系统时域分析 3.3.1 典型二阶系统的单位阶跃响应 3.3.2 欠阻尼二阶系统暂态性能指标估算 3.3.3 二阶系统的单位脉冲响应 3.3.4 二阶系统的单位斜坡响应 3.3.5 二阶系统性能的改善 3.4 高阶系统分析 3.4.1 高阶系统的单位阶跃响应 3.4.2 闭环零、极点对系统性能的影响 3.4.3 闭环主导极点 3.5 控制系统的稳定性分析 3.5.1 稳定性的概念及线性系统稳定的充要条件 3.5.2 劳斯稳定判据 3.5.3 两种特殊情况 3.5.4 劳斯稳定判据在系统分析中的应用 3.6 控制系统的稳态误差分析 3.6.1 稳态误差的定义及一般计算公式 3.6.2 控制系统的类型 3.6.3 给定信号作用下的稳态误差分析 3.6.4 扰动信号作用下的稳态误差分析 3.7 例题精解 学习指导与小结 习题 第4章根轨迹法 4.1 根轨迹 4.1.1 根轨迹的基本概念 4.1.2 根轨迹与系统性能 4.1.3 根轨迹方程 4.2 绘制根轨迹的基本法则 4.2.1 绘制根轨迹的基本法则 4.2.2 闭环极点的确定 4.3 广义根轨迹 4.3.1 零度根轨迹 4.3.2 参变量根轨迹 4.3.3 增加开环零极点对根轨迹的影响 4.4 例题精解 学习指导与小结 习题 第5章线性系统的频率响应法 5.1 频率特性 5.1.1 基本概念 5.1.2 频率特性的定义 5.1.3 频率特性的几何表示法 5.2 典型环节的频率特性 5.3 控制系统的开环频率特性 5.3.1 开环极坐标图 5.3.2 开环伯德图 5.3.3 最小相位系统与非最小相位系统 5.4 奈奎斯特稳定判据 5.4.1 辅助函数 5.4.2 幅角原理 5.4.3 奈氏判据 5.4.4 伯德图上的稳定性判据 5.5 开环频域指标 5.5.1 稳定裕度 5.5.2 开环频域指标与时域性能指标的关系 5.6 闭环频率特性 5.6.1 闭环频率特性 5.6.2 闭环频域指标与时域性能指标的关系 5.6.3 闭环频域指标与开环频域指标的关系 5.7 例题精解 学习指导与小结 习题 第6章控制系统的校正 6.1 校正的基本概念 6.1.1 校正的定义 6.1.2 校正方式 6.1.3 设计方法 6.2 典型校正装置 6.2.1 典型无源超前校正网络 6.2.2 典型无源滞后校正网络 6.2.3 典型无源滞后一超前校正网络 6.2.4 调节器 6.3 频率法串联校正 6.3.1 串联超前校正 6.3.2 串联滞后校正 6.3.3 串联无源滞后一超前校正 6.3.4 串联综合法 6.3.5 PID调节器 6.4 频率法反馈校正 6.5 控制系统的复合校正 6.5.1 按扰动补偿的复合校正 6.5.2 按输入补偿的复合校正 6.6 例题精解 学习指导与小结 习题 第7章非线性系统 7.1 典型非线性特性 7.1.1 典型非线性特性的种类 7.1.2 非线性系统的若干特征 7.1.3 非线性系统的分析方法 7.2 描述函数法 7.2.1 描述函数的定义 7.2.2 描述函数的求法 7.2.3 组合非线性特性的描述函数 7.2.4 用描述函数法分析非线性系统 7.3 相平面法 7.3.1 相平面法的基本概念 7.3.2 相平面图的绘制 7.3.3 线性系统的相平面图 7.3.4 奇点和奇线 7.3.5 非线性系统的相平面法分析 7.4 例题精解 学习指导与小结 习题 第8章离散控制系统 8.1 引言 8.1.1 离散系统的基本概念 8.1.2 离散系统的定义及常用术语 8.1.3 离散系统的特点 8.2 采样过程和采样定理 8.2.1 采样过程的数学描述 8.2.2 采样信号频谱分析 8.2.3 采样定理 8.3 信号恢复 8.3.1 信号保持的基本原理 8.3.2 零阶保持器 8.4 Z变换 8.4.1 Z变换的定义 8.4.2 Z变换的求法 8.4.3 Z变换的性质 8.4.4 Z反变换 8.5 离散系统的数学模型 8.5.1 差分方程 8.5.2 脉冲传递函数 8.5.3 离散系统结构图与脉冲传递函数 8.5.4 两种数学模型之间的相互转换 8.6 离散系统的时域分析 8.6.1 s平面与Z平面的映射关系 8.6.2 离散系统的动态性能分析 8.6.3 离散系统的稳定性分析 8.6.4 离散系统的稳态误差 8.7 离散系统的数字校正 8.7.1 数字控制器的脉冲传递函数 8.7.2 最少拍系统及其设计 8.8 例题精解 学习指导与小结 习题 第9章控制系统的MATLAB仿真 与模拟实验 9.1 MATLAB简介 9.1.1 MATLAB的安装 9.1.2 MATLAB工作界面 9.1.3 MATLAB命令窗口 9.2 MAILAB基本操作命令 9.2.1 简单矩阵的输入 9.2.2 复数矩阵输入 9.2.3 MATLAB语句和变量 9.2.4 语句以“％”开始和以分号“；”结束的特殊效用 9.2.5 工作空间信息的获取、退出和保存 9.2.6 常数与算术运算符 9.2.7 MATLAB图形窗口 9.2.8 MATIAB编程指南 9.3 MATLAB在控制系统中的应用 9.3.1 用MATLAB建立传递函数模型 9.3.2 用MATLAB求系统的零点、极点及特征多项式 9.3.3 用MATLAB绘制二维图形 9.3.4 用MATLAB分析控制系统性能 9.4 simulink方法建模与仿真 9.5 自动控制理论模拟实验与Simulink仿真 实验一典型环节与阶跃响应测试 实验二系统频率特性测量 实验三连续系统的频率法串联校正 附录1 拉普拉斯（Laplace）变换 附录2 MATLAB常用命令 参考文献

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